Tema 10: HORMIGONES Definición. Factores de los que depende las características del hormigón. Dosificación: Esquema general. Relación agua/cemento. Tamaño máximo del árido. Consistencia del hormigón. Cantidad de agua y cemento. Composición granulométrica del árido. Condiciones del árido ideal. Parábolas de Fuller y Bolomey. Módulo granulométrico. Relación entre la resistencia y el módulo granulométrico. Proporción de la mezcla. Resumen sobre la resistencia y trabajabilidad del hormigón.
DOSIFICACION DEL HORMIGON El hormigón es el producto resultante de la mezcla de un aglomerante, arena, grava o piedra machacada y agua. Se puede considerar también como el resultado de agregar a un mortero grava o piedra machacada. Al dosificar un hormigón deben tenerse en cuenta tres factores fundamentales, a partir de los cuales se han de determinar las cantidades necesarias de agua, cemento y áridos para obtener el hormigón deseado al más bajo coste posible. La resistencia La consistencia El tamaño máximo del árido Orden a seguir en la dosificación de un hormigón: 1. Fijar la resistencia característica del hormigón de acuerdo con las condiciones previstas para la ejecución de la obra. 2. Elegir el tipo de cemento, en función de la clase de obra, la agresividad del medio y las condiciones climáticas. 3. Determinar la relación agua/cemento que corresponde a la resistencia media del hormigón, según el tipo de cemento y áridos empleados. 4. Determinar el tamaño máximo del árido, en función de los distintos elementos de la obra. 5. Estudiar la consistencia más conveniente del hormigón, según la forma de compactación en obra y, como consecuencia, fijar la cantidad aproximada de agua y determinar la cantidad de cemento correspondiente. 6. Establecer la proporción en que han de mezclarse los áridos disponibles, para que la curva granulométrica del árido total sea la más conveniente al hormigón en estudio. 7. Calcular las cantidades de agua, cemento y áridos necesarias para obtener un metro cúbico de hormigón. 8. Efectuar unas masas de prueba para comprobar si el hormigón obtenido tiene las características deseadas y, en caso contrario, hacer las correcciones necesarias.
Esquema del proceso de dosificación del hormigón Montoya-Meseguer-Morán
RESISTENCIA DEL HORMIGON Según la EHE, la resistencia característica f ck de un hormigón es el valor que se adopta para la resistencia a compresión en los cálculos del proyecto, y está asociada a un nivel de confianza del 95%. La resistencia característica f ck que se consigue en obra es obviamente menor que la resistencia media f cm obtenida en los ensayos de laboratorio. VALORES ORIENTATIVOS DE LA RESISTENCIA MEDIA EN FUNCION DE LA RESISTENCIA CARACTERISTICA Código Valor de f ck que se desea en N/mm 2 (MPa) Valor necesario de f cm en N/mm 2 (MPa) Código Modelo f ck 50 f = f 8, 0 cm ck + f ck 20 f = f 7, 0 cm ck + Código ACI 20 f ck 35 f = f 8, 5 cm ck + f ck > 35 f = f 10, 0 cm ck +
RELACION AGUA/CEMENTO A pesar de que la relación A/C es el factor que más influye en la resistencia del hormigón, no pueden darse valores fijos que relacionen ambas magnitudes. VALORES ORIENTATIVOS DE LA RELACION AGUA/CEMENTO EN FUNCION DE LA RESISTENCIA DEL HORMIGON A COMPRESION A 28 DIAS Resistencia del hormigón (N/mm 2 ) Aridos rodados (*) Aridos machacados (*) f ck f cm CEM-I/32,5 CEM-I/42,5 CEM-I/32,5 CEM-I/42,5 20 28 0,55 0,60 0,65-25 33 0,50 0,55 0,60 0,65 30 39 0,45 0,50 0,55 0,60 35 44 0,40 0,45 0,50 0,55 40 50-0,40 0,45 0,50 (*) Hormigones sin aditivos La relación A/C debe ser tan baja como sea posible, pero teniendo en cuenta que debe permitir una adecuada trabajabilidad y compactación del hormigón y que debe evitarse, el fenómeno de la segregación de los áridos gruesos. A veces, para conseguir estas características, es necesario utilizar mayor cantidad de cemento de la estrictamente necesario, o emplear aditivos adecuados.
Máxima relación agua/cemento y mínimo contenido de cemento en kg/m 3 en función de las condiciones ambientales Clase de exposición H. en masa Máxima relación A/C H. armado H. pretensado Mínimo contenido de cemento H. en masa H. armado H. pretensado I 0,65 0,65 0,60 200 250 275 Iia 0,60 0,60 275 300 Iib 0,55 0,55 300 300 IIIa 0,50 0,50 300 300 IIIb 0,50 0,45 325 325 IIIc 0,45 0,45 350 350 IV 0,50 0,45 325 325 Qa 0,50 0,50 0,50 275 325 325 Qb 0,50 0,50 0,45 300 350 350 Qc 0,45 0,45 0,45 325 350 350 H 0,55 0,55 0,55 275 300 300 F 0,50 0,50 0,50 300 325 325 E 0,50 0,50 0,50 275 300 300 Si el tipo de ambiente incluye varias clases específicas de exposición: se adoptará el criterio más exigente. Si se utilizan adiciones en la fabricación del hormigón: se podrá tener en cuenta su empleo a los efectos del cálculo de los parámetros de la tabla, sustituyendo: El contenido de cemento C (kg/m 3 ) por C + K F. La relación agua cemento A/C, por A/(C + K F). Siendo F (kg/m 3 ) el contenido de adición, y K el coeficiente. K 0,30 en el caso de cenizas volantes, pudiendo llegar hasta 0,40 en el caso de edificación, o a 0,50 en el caso de obras públicas, si se justifica mediante la realización de un exhaustivo estudio experimental previo. K 2 en el caso de humo de sílice 8. En el caso de utilización de adiciones, los contenidos de cemento no podrán ser inferiores a 200, 250 ó 275 kg/m 3, según se trate de hormigón en masa, armado o pretensado, respectivamente. 8 K = 1 cuando se trate de hormigones con una relación A/C > 0,45 y que vayan a estar sometidos a clases de exposición H o F.
Recomendaciones generales de utilización de cementos según aplicación CEMENTOS CEM BI Adicionales Aplicaciones o circunstancias del hormigonado II III IV V I I II V SR MR BC A-S B-S A-D A-P B-P A-V B-V A-L A-M B-M A B A B A SEGÚN APLICACIONES Hormigón en masa 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 2 2 2 2......... Hormigón armado 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 3 2 0......... Hormigón pretensado, incluidos prefabricados estructurales 1 3 P P 3 P P P P P P P P P P P P 3 P P......... Otros elementos estructurales prefabricados 3 2 1 3 2 1 2 1 2 2 1 1 0 2 1 1 3 2 0......... Prefabricados no estructurales (bordillos, etc.) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2......... Hormigón en masa o armado en grandes volúmenes 0 1 2 0 1 2 1 2 1 1 2 2 3 2 3 2 0 1 1...... Hormigón seco compactado con rodillo 0 1 2 0 1 2 1 2 1 1 2 2 2 2 3 2 0 1 1...... Hormigón de alta resistencia 3 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0......... Cimentaciones de hormigón en masa 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 2 N N N Cimentaciones de hormigón armado 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 N N N... Hormigón que contiene áridos potencialmente reactivos 2 1 1 2 3 1 2 2 3 1 1 2 3 3 3 3 3 1 1 1......... Bases de carreteras tratadas con cementos 0 1 2 0 1 2 1 2 1 1 2 2 2 2 3 2 N N N...... Estabilización de suelos 2 3 2 1 2 2 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 N N N... Firmes de hormigón para carreteras 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 3 2 2 N N N...... Solado de pavimentos 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 3......... Reparaciones rápidas de urgencia 2 1 0 2 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 2 2 0......... Hormigón para desencofrado y descimbrado rápido 1 3 2 1 3 2 1 2 1 2 2 1 0 0 1 0 0 3 2 0......... Hormigón proyectado 3 2 1 3 2 1 2 1 2 2 1 1 1 2 1 1 3 2 1......... 1 Dentro de los tipos y subtipos de cemento elegidos en cada caso, se recomienda utilizar los de resistencias iniciales más altas. 2 Se recomienda limitar el contenido de alcalinos.
Recomendaciones generales de utilización de cementos según circunstancias del hormigonado CEMENTOS CEM BI Adicionales Aplicaciones o circunstancias del hormigonado II III IV V I I II V SR MR BC A-S B-S A-D A-P B-P A-V B-V A-L A-M B-M A B A B A SEGÚN CIRCUNSTANCIAS DEL HORMIGONADO Hormigonado en tiempo frío 3 2 1 3 2 1 2 1 2 2 1 1 1 2 1 1 3 2 0...... Hormigonado en ambientes secos y sometidos al viento 2 2 1 2 2 1 2 1 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1......... Insolación fuerte 1 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1......... Hormigonado en tiempo caluroso 1 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1......... Claves: 3: Muy adecuado. 2: Adecuado. 1: Utilizable con precauciones o técnicas especiales, o sin contraindicaciones especiales. 0: No indicado. N: No recomendable. P: Prohibida su utilización (art. 26). Para las características adicionales:... No es determinante para la aplicación. Mejora de forma importante la valoración previa. Mejora la valoración previa. Empeora la valoración previa, pudiendo llegar a ser no indicada.
Recomendaciones generales de utilización de cementos según clase de exposición en servicio Clase de exposición Tipo de proceso (agresividad debida a) Cementos recomendados (tipos y subtipos) I Proceso no agresivo Todos. IIa, IIb IIIa, IIIb, IIIc IV Qa, Qb, Qc Q Corrosión de las armaduras de origen diferente de los cloruros. Corrosión de las armaduras por cloruros de origen marino. Corrosión de las armaduras por cloruros de origen no marino. Ataque al hormigón por sulfatos Lixiviación del hormigón Reactividad álcali-árido CEM I; CEM II (todos los del tipo, con adición L, S, V, P, D, M, preferentemente los CEM II/A). BL I; BL II (si es necesario por condicionamientos estéticos. CEM III/A; CEM IV/A; CEMV. CEM III; CEM II/S; CEM II/V (preferentemente CEM II/B-V. CEM II/P (preferentemente CEM II/B-P) CEM II/A-D. CEM IV (preferentemente CEM IV/A). CEM V. CEM I (según los casos particulares, con característica adicional MR). CEM I; CEM III; CEM II/S; CEM II/V (preferentemente CEM II/B-V). BL I (si es necesario por condicionamientos estéticos). CEM II/P (preferentemente CEM II/B-P). CEM II/A-D. CEM IV/A-D (preferentemente CEM IV/A). CEM V. Todos los indicados para la clase de exposición III, con la siguiente característica adicional: MR en le Qa; SR en Qb y Qc. CEM IV; CEM V; CEM III; CEM II/P; CEM II/V; CEM II/A-D; CEM II/S. Cementos de bajo contenido en alcalinos ( 0,60 Na 2 O equivalente), o con adición de puzolana, escoria o humo de sílice. Aplicación: hormigón armado. Circunstancia de hormigonado: tiempo caluroso. Clase de exposición: estructura por encima del nivel del mar en la proximidad de la costa (IIIa) Valoración según la aplicación: todos los cementos excepto CEM III/B, CEM IV/B y BL V obtienen una calificación de 3 (muy adecuado) o de 2 (adecuado). Valoración según las circunstancias del hormigonado: los cementos CEM II/A-S, CEM II/B-S, CEM II/A-P, CEM II/B-P, CEM II/A-V, CEM II/B-V, CEM II/A- L, CEM II/A-M, CEM II/B-M, CEM III/A, CEM IV/A, CEM V/A Y BL II obtienen una calificación de 2 (adecuado). Valoración según la clase de exposición: CEM II/A-S, CEM II/B-S, CEM II/A- P, CEM II/B-P, CEM II/A-V, CEM II/B-V, CEM III/A, CEM IV/A y CEM V/A. 9
TAMAÑO MAXIMO DEL ARIDO Cuanto mayor sea el tamaño del árido, menos agua se necesitará para conseguir la consistencia deseada, ya que la superficie a mojar será más pequeña. Como consecuencia, podrá reducirse la cantidad de cemento, resultando más económico el hormigón para la misma resistencia. Hay que compatibilizar el mayor tamaño de árido posible con las exigencias de puesta en obra, que imponen los dos límites siguientes: 1. La cuarta parte de la anchura, espesor o dimensión mínima de la pieza entre encofrados, o la tercera parte si se encofra por una sola cara o se trata de elemntos prefabricados en taller; o los dos quintos en el caso de losas superiores de forjados. 2. Los cuatro quintos de la distancia horizontal libre entre barras que no formen grupo o entre éstas y el encofrado, en el caso de barras horizontales o inclinadas a menos de 45º respecto a la horizontal; o los cinco cuartos, en el caso de barras verticales o inclinadas a más de 45º respecto a la horizontal. Dimensión mínima de la sección del elemento Valores recomendados para el tamaño máximo del árido Vigas, pilares y muros armados Tamaño máximo del árido Muros sin armar Losas muy armadas Losas poco armadas o sin armar De 5 a 10 cm De 10 a 20 mm 20 mm De 15 a 25 mm De 20 a 40 mm De 15 a 30 cm De 20 a 40 mm 40 mm 40 mm De 40 a 80 mm De 40 a 80 cm De 40 a 80 mm 80 mm De 40 a 80 mm 80 mm Más de 80 cm De 40 a 80 mm 160 mm De 40 a 80 mm De 80 a 160 mm Tamaños superiores a 40 mm no siempre conducen a mejoras de resistencia, porque con áridos muy gruesos disminuye en exceso la superficie adherente. 10
COEFICIENTE DE FORMA Se llama coeficiente de forma del árido grueso a la relación entre el volumen de n granos de dicho árido, y el correspondiente a n esferas cuyos diámetros sean las mayores dimensiones de cada uno de los granos (Norma UNE 7238). Los áridos que presentan forman laminares o aciculares (lajas y agujas) son inadecuados para la obtención de hormigones con buenas resistencias y, además, necesitan cantidades excesivas de cemento. La EHE preconiza que el coeficiente de forma no debe ser menor 0,20. Para hormigones de buena calidad, el coeficiente de forma puede ser tan importante o más que la composición granulométrica del árido total. Tamaño de árido Coeficiente de forma 12,5 a 25 mm CF 0,25 25 a 50 mm CF 0,15 11
COMPOSICION GRANULOMETRICA DEL ARIDO La curva granulométrica se determina cribando el árido a través de una serie normalizada de cribas y tamices. Los parámetros que determinan las características granulométricas de un árido son: El tamaño máximo del árido. La compacidad del árido. Es la relación entre su volumen real y su volumen aparente. Cuanto mayor sea la compacidad, menor será el volumen de huecos que deja el árido y, por tanto, será menor la cantidad de pasta de cemento necesaria para rellenarlos. El contenido de granos finos. Aumentan la docilidad y trabajabilidad del hormigón. Obligan a incrementar los contenidos de agua y cemento en los hormigones. 12
METODOS PARA DETERMINAR LA CURVA GRANULOMETRICA a) Parábola de Fuller En hormigón armado, con áridos redondeados cuyo tamaño máximo sea de 50 ± 20 mm y contenido de cemento no inferior a 300 kg/m 3, se obtienen buenos resultados mediante granulometrías continuas que siguen la parábola: p = 100 d D Cuando se emplean áridos de machaqueo, en piezas de pared delgada o en secciones muy armadas, puede adoptarse la parábola de Fuller, aumentando los finos convenientemente. 13
b) Parábola de Bolomey Se considera incluido el cemento y su campo de utilización es mucho más amplio que el de la parábola de Fuller. p = a + ( 100 a) d D Valores de a en la parábola de Bolomey Consistencia del hormigón Aridos rodados Aridos machacados Seca y plástica 10 12 Blanda 11 13 Fluida 12 14 c) Módulo granulométrico Se llama módulo granulométrico de un árido a la suma de los porcentajes retenidos en cada tamiz de la serie Tyler, dividida por 100. Este módulo, también conocido como módulo de finura de Abrams, cuantifica el área limitada por la curva granulométrica (en papel logarítmico), el eje de coordenadas y la horizontal trazada a la altura 100 por 100. Módulo granulométrico de áridos que siguen la parábola de Fuller Tamaño máximo del 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 árido (mm) Módulo granulométrico 5.21 5.45 5.64 5.82 6.00 6.16 6.29 6.40 6.51 6.60 Contenido en Valores óptimos del módulo granulométrico, según Abrams, para hormigones ordinarios Tamaño máximo del árido (mm) cemento (kg/m 3 ) 10 15 20 25 30 40 60 275 4.05 4.45 4.85 5.25 5.60 5.80 6.00 300 4.20 4.60 5.00 5.40 5.65 5.85 6.20 350 4.30 4.70 5.10 5.50 5.73 5.88 6.30 400 4.40 4.80 5.20 5.60 5.80 5.90 6.40 14
CONSISTENCIA DEL HORMIGON En función del tipo de elemento y sus características (tamaño de la sección, distancia entre barras, etc.) y teniendo en cuenta la forma de compactación prevista, se fija la consistencia que ha de tener el hormigón. Consistencias Consistencias y formas de compactación Asiento en cono de Abrams (cm) Forma de compactación Seca 0 a 2 Vibrado enérgico en taller. Plástica 3 a 5 Vibrado enérgico en obra. Blanda 6 a 9 Vibrado a apisonado. Fluida 10 a 15 Picado con barra. Líquida 16 No apta para elementos resistentes. La consistencia a pie de tajo de colocación puede ser bastante diferente de la de salida de hormigonera, especialmente si el transporte es apreciable y las condiciones ambientales rigurosas. Si la densidad de armaduras es grande, resultan preferibles las masas de mayor asiento bien compactadas, que las de menor con riesgo de coqueras. 15
CANTIDAD DE AGUA Litros de agua por metro cúbico Consistencia Asiento en cono Aridos rodados Aridos de machaqueo del hormigón de Abrams (cm) 80 mm 40 mm 20 mm 80 mm 40 mm 20 mm Seca 0 a 2 135 155 175 155 175 195 Plástica 3 a 5 150 170 190 170 190 210 Blanda 6 a 9 165 185 205 185 205 225 Fluida 10 a 15 180 200 220 200 220 240 Agua aportada por los áridos (l/m 3 ) Apariencia Arena Gravilla Grava Seca 10 a 20 5 Húmeda 30 a 60 20 a 30 5 a 15 Muy húmeda 80 a 120 40 a 60 20 a 40 Saturada 120 a 150 70 a 90 50 a 60 16
PROPORCION DE ARENA Y GRAVA EN LOS ARIDOS Si se dispone de arena y grava, cuyos módulos granulométricos son m a y m g, siendo m el módulo granulométrico teórico elegido, se deducen los porcentajes en peso x e y en que deben mezclarse la arena y la grava, resolviendo el sistema: m a x y + mg = 100 100 x + y = 100 m Si se disponen de tres áridos (arena, gravilla y grava) de módulos granulométricos iguales a m a, m 1 y m 2, respectivamente, se escogerán los módulos granulométricos teóricos correspondientes al tamaño máximo de la gravilla (m 01 ) y de la grava (m 02 ). Los porcentajes x, y, z en que deben mezclarse la arena, la gravilla y la grava se obtienen de resolver el sistema: m x+ y = 100 m x m 2 02 m 1 01 m m m m y = ( x + y) x = 1 01 ( x + y) z = 100 ( x + y ) 1 a 17
PROPORCIONES DE LA MEZCLA Para dosificar correctamente un hormigón es necesario tener en cuenta la contracción que experimenta el hormigón, que puede evaluarse en un 2.5 %. La suma de los volúmenes de los distintos componentes debe ser 1025 litros para obtener 1 metro cúbico de hormigón. siendo: A C G1 G 2 + + + = p p p 1 2 1. 025 A = C = p = G 1 y G 2 = p 1 y p 2 = litros de agua por metro cúbico de hormigón. peso del cemento en kg por metro cúbico de hormigón. peso específico real del cemento, en kg por litro. pesos de la arena y de la grava, en kg por m 3 de hormigón. pesos específicos reales de la arena y de la grava, en kg por litro. Si no se dispone de datos de laboratorio, se adoptarán como pesos específicos reales, p = 3.1; p 1 = p 2 = 2.6. De igual manera, si no se dispone de datos de laboratorio, para dosificar en volumen se tomará como pesos específicos aparentes: 1.1 para el cemento, 1.55 para la arena y 1.65 para la gravilla. 18
CORRECCIONES Y ENSAYOS Influencia de algunos factores sobre resistencia y trabajabilidad. Cuando aumenta... La trabajabilidad La resistencia La finura de la arena Aumenta Disminuye La relación grava/arena Disminuye Aumenta La cantidad de agua Aumenta Disminuye El tamaño máximo del árido Disminuye Aumenta El contenido en aire ocluido Aumenta Disminuye Con áridos de machaqueo conviene aumentar algo el árido más fino. Para hormigón vibrado, puede aumentarse algo el árido más grueso. Con dosis de cemento superiores a los 300 kg/m 3 puede disminuirse algo el árido más fino, y al contrario con dosis inferiores. Con cemento puzolánico debe aumentarse algo la dosis de agua. En hormigones con aire ocluido, debe disminuirse la arena en un volumen igual al del aire ocluido (en general, 40 dm 3 por m 3 de hormigón), pudiendo también disminuirse el agua, por m 3 de hormigón, en la proporción de 3 l por cada 1 por 100 de aire ocluido (en general, 12 l de agua). El aumento de un saco de cemento (50 kg) por m 3 de hormigón viene a producir en éste un aumento de resistencia de 2,5 N/mm 2. 19
DURABILIDAD DEL HORMIGON La durabilidad de una estructura de hormigón es su capacidad para soportar, durante la vida útil para la que haya sido proyectada, las condiciones físicas y químicas a las que está expuesta, evitando su degradación. Para lograrla será necesario seguir una estrategia, que incluirá, al menos, los siguientes aspectos: Selección de formas estructurales adecuadas Consecución de una calidad adecuada de hormigón, y en especial de su capa exterior. Adopción de un espesor de recubrimiento adecuado para la protección de las armaduras. Control del valor máximo de abertura de fisura (W máx ) Disposición de protecciones superficiales en el caso de ambientes muy agresivos. Adopción de medidas contra la corrosión de armaduras. 20
Definición del tipo de ambiente Clase Subclase Design. Tipo de proceso Descripción CLASES GENERALES DE EXPOSICIÓN RELATIVAS A LA CORROSIÓN DE LAS ARMADURAS No agresiva I Ninguno Normal Humedad alta Humedad media IIa IIb Corrosión de origen diferente a los cloruros Interiores de edificios no sometidos a condensaciones. Elementos de hormigón en masa. Interiores sometidos a humedades relativas medias altas (>65%) o a condensaciones. Exteriores, en ausencia de cloruros, expuestos a la lluvia en zonas con precipitación media anual superior a 600 mm. Elementos enterrados o sumergidos. Exteriores, en ausencia de cloruros, expuestos a lluvia en zonas con precipitación media anual inferior a 600 mm. Aérea IIIa Elementos de estructuras marinas por encima del nivel de pleamar. Elementos exteriores de estructuras situadas en las proximidades de la costa (a menos de 5 km). Marina Sumergida En zona de mareas Con cloruros de origen diferente del medio marino IIIb IIIc IV Corrosión por cloruros Elementos de estructuras marinas sumergidas permanentemente, por debajo del nivel mínimo de bajamar. Elementos de estructuras marinas situadas en la zona de carrera de las mareas. Instalaciones no impermeabilizadas en contacto con agua que presente un contenido elevado de cloruros no relacionados con el ambiente marino. Superficies no impermeabilizadas expuestas a sales de deshielo. CLASES ESPECÍFICAS DE CORROSIÓN RELATIVAS A OTROS PROCESOS DE DETERIORO DEL HORMIGÓN. Química agresiva Débil Media Fuerte Qa Qb Qc Ataque químico Elementos situados en ambientes con contenidos de sustancias químicas capaces de provocar la alteración del hormigón con velocidad lenta. Elementos en contacto con agua de mar. Elementos mencionados en el apartado anterior, cuando la velocidad de alteración sea media. Elementos de loa apartados anteriores cuando la velocidad sea rápida. Con heladas Sin sales fundentes Con Sales fundentes H F Ataque hielodeshielo Ataque por sales fundentes Elementos situados en contacto frecuente con agua o en zonas con humedad ambiental en invierno superior al 75%, cuando tengan una probabilidad superior al 50% de alcanzar, al menos una vez al año, temperaturas por debajo de 5ºC. Elementos destinados al tráfico de vehículos o peatones en zonas con más de 5 nevadas anuales o con un valor medio de las temperaturas mínimas en los meses de invierno inferior a 0ªC. Erosión E Abrasión, cavitación Elementos sometidos a desgaste superficial. Elementos de estructuras hidráulicas en los que la cota piezométrica pueda descender por debajo de la presión de vapor del agua. 21
Clasificación de la agresividad química Tipo de exposición Valor del ph CO 2 agresivo (mg CO 2 /l) Ion amonio (mg + NH 4 /l) Agua Ion magnesio (mg Mg ++ /l) Ion sulfato (mg 2 SO 4 /l) Residuo seco (mg/l) Grado de acidez 9 Suelo Ion sulfato (mg 2 4 SO /kg 10 ) Qa 6,5-5,5 15-40 15-30 300-1000 200-600 >150 >20 2000-3000 Qb 5,5-4,5 40-100 30-60 1000-3000 600-3000 50-150 3000-12000 Qc <4,5 >100 >60 >3000 >3000 <50 >12000 Observaciones: Todo elemento estructural será sometido a una única clase o subclase general de exposición. Todo elemento puede estar sometido a ninguna, una o varias clases específicas de exposición. En la designación del tipo de ambiente se deberá relacionar todas las clases, unidas mediante el signo +. 9 Baumann-Gully. 10 De suelo seco. 22
Durabilidad Selección de formas estructurales adecuadas Se procurará evitar el empleo de diseños estructurales especialmente sensibles a la acción del agua. Se reducirá al máximo el contacto directo entre las superficies de hormigón y el agua, por ejemplo mediante la disposición de goterones. Se preverán los sistemas adecuados para la conducción y drenaje de agua, y se evitará su paso sobre las zonas de juntas y sellados. Se evitará, en lo posible, la existencia de superficies sometidas a salpicaduras o encharcamiento de agua. En las secciones con aligeramientos u oquedades, se procurará disponer de sistemas para su ventilación y drenaje. Salvo en obras de pequeña importancia, se dispondrán sistemas que faciliten la inspección y el mantenimiento de la estructura durante la fase de servicio. Consecución de una calidad adecuada de hormigón, y en especial de su capa exterior. Se deberán cumplir determinadas prescripciones de la EHE: Selección de materias primas (arts 26 al 36) Dosificación adecuada (art. 37.3.1 y 68) Puesta en obra correcta (art. 70) Curado del hormigón (art. 74) Resistencia acorde con el comportamiento estructural esperado, y congruente con los requisitos de durabilidad. 23
Durabilidad Adopción de un espesor de recubrimiento adecuado para la protección de las armaduras. En armaduras pasivas o armaduras activas pretesas: se observará lo siguiente: Cuando se trate de armaduras principales, el recubrimiento deberá ser igual o superior al diámetro de la barra (o diámetro equivalente, si se trata de un grupo de barras) y a 0,80 veces el tamaño máximo del árido 7. El recubrimiento no será, en ningún punto, inferior a los valores mínimos recogidos en la tabla adjunta. Para garantizar estos valores mínimos, se prescribirá en el proyecto un valor nominal de recubrimiento (r nom ) que será igual al recubrimiento mínimo (r min ) más un margen de recubrimiento ( r ) en función del nivel de control de la ejecución, cuyos valores son: En elementos prefabricados con control intenso de ejecución: 0 mm. En elementos in situ con control intenso de ejecución: 5 mm. En los demás casos: 10 mm. Clase de exposición Recubrimientos mínimos (r min ) (mm) Resistencia característica del hormigón (N/mm 2 ) 25 f < ck 40 f 40 ck Tipo de cemento Elementos General prefabricados y General láminas I 20 15 15 15 IIa 25 20 20 20 IIb 30 25 25 25 IIIa 35 30 30 25 IIIb 35 30 30 25 IIIc 40 35 35 30 IV 35 30 30 25 Qa 40 35 35 30 Elementos prefabricados y láminas Qb, Qc El proyectista lo fijará garantizando adecuadamente la protección de las armaduras. H, F o E El espesor del recubrimiento no se verá afectado. 7 Igual o superior a 1,25 veces, si la disposición de las armaduras respecto a los paramentos dificulta el paso del hormigón. 24
En el caso de barras dobladas, el recubrimiento no será inferior a dos diámetros, medido en la dirección perpendicular del plano de la curva. Cuando el recubrimiento sea superior a 50 mm, por exigencias de cualquier tipo, deberá considerarse la conveniencia de colocar una malla de reparto en medio del espesor del recubrimiento en la zona de tracción, con una cuantía geométrica del 5 del área de recubrimiento para barras o grupos de barras de diámetro (o diámetro equivalente) no superior a 32 mm y del 10 para diámetros superiores. En piezas hormigonadas contra el terreno, el recubrimiento mínimo será de 70 mm, salvo que se haya preparado el terreno y dispuesto un hormigón de limpieza, en cuyo caso serán de aplicación los valores expuestos en la tabla anterior ( Recubrimientos mínimos ). No rige en este caso lo previsto en el apartado anterior para recubrimientos >50 mm. Control del valor máximo de abertura de fisura (W máx ) Clase de exposición W max Hormigón armado Hormigón pretensado I 0,4 0,2 Iia, IIb, H 0,3 0,2 IIIa, IIIb, IV, F 0,2 Descompresión IIIc, Qa, Qb, Qc 0,1 Descompresión Disposición de protecciones superficiales en el caso de ambientes muy agresivos (art. 37.2.7) Adopción de medidas contra la corrosión de armaduras. 25