HORMIGONES
HORMIGÓN Y COMPONENTES1.VENTAJAS E INCONVENIENTES DEL HORMIGÓNVentajas
Facilidad de forma (moldeable), resistencia a compresión, monolitismo (poco adecuado para seísmos), conservación, económico, resistente al fuego (muy buen resistente).
Inconvenientes:
dimensionamiento (al ser por ud de peso menos resistente que el acero y madera, conlleva emplear más cantidad para resistir mismo esfuerzo,) colocación (encofrado+compactado+fraguado) y entrada en servicio2.TIPOS DE HORMIGÓN.Por su estado◦Fresco:
En fase de ejecución, pastoso-plástico, sin resistencia◦Endurecido:
Sólido, resiste su propio pesoII.Por su empleo◦Estructural:
elementos estructurales◦Otros:
no están destinados a funciones estructuralesIII.Por sus armaduras◦En masa:
no tiene armaduras, o si tiene no tienen función resistente (rellenos, recredidos, solares)◦Armado:
armaduras pasivas resistentes (vigas, zapatas, forjados, muros)◦Pretensado:
armadura activa (viguetas pretensadas, anclajes)
IV.Por el árido▪Ordinario:
Áridos pétreos con granulometría continua (áridos gruesos y finos en proporciones adecuadas)▪Sin finos:
no tiene árido fino, son porosos y filtran el agua▪Ciclópeo:
ordinario al que se añade durante puesta en obra áridos Φ>100mm. Usado en cimentaciones muy profundas▪Unimodular:
árido de un solo tamaño. Hormigón muy poroso▪Ligero:
el árido grueso es de baja densidad (pumita, escorias granuladas)▪Pesado:
conglomerante + árido de alta densidad. Usado en estructuras o muros que quieran impedir rediacciones▪Refractario:
resiste altas temperaturas, abrasión en caliente. Fabricado con cemento de aluminio de calcio + áridos refractariosV.Por su densidad•Ligeros: 1200/2000kg/m3•Normales:
2000/2800kg/m3•Pesados:
>2800kg/m3VI.Hormigones especiales
Ligeros (orgánicos, inorgánicos, sin finos, celulares), poliméticos, proyectados, autocompactactes, alta resistencia, con fibras (metálicas, polipropileno, de vidrio), drenantes, translúcidos, reciclados y pesados
TEMA 2: CarácterÍSTICAS DEL HORMIGÓN FRESCO1.CONSISTENCIA es la resistencia que opone el material a experimentar deformaciones.Se divide en: seca, plástica, blanda, fluida y luquida.( Como de abrahms)
ENSAYO DE ASENTAMIENTO
Cono de Abrams. Tiene como objeto determinar la consistencia del hormigón fresco en el momento de ser puesto en obra. Se rellena y se enrasa el cono, al retirarse el cono se mide el descenso en cm
.
2.DOCILIDAD
Conjunto de propiedades que facilitan la puesta en obra del hormigón. Depende del cemento (aumenta con la cantidad y finura), árido (el árido fno aumetna la docilidad, pero también la relación w/c, por lo tanto hay disminución de reis.), agua(a mas cantidad mayor docilidad, pero con menos resist.) y aditivos (aumenta con los pastificantes y superplastificantes).
3.HOMOGENEIDAD
Al fabricar un hormigón debemos mezclar un líquido con varios sólidos de naturaleza y tamaño distintos, y debe ser homogénea. En este periodo puede aparecer la segregación que es la aparición de los elementos del hormigón, según sus dimensiones.Este peligro aumenta con la cantidad de agua y tamaño de árido. También puede darse la exudación donde el agua tiende a elevarse hacia la superficie del hormigón a consecuencia de la incapacidad de los áridos de arrastrarla con ellos durante la compactación4.DENSIDAD O PESO ESPECÍFICO DEL HORMIGÓN FRESCO
La densidad (kg/m3)da una idea de la calidad del hormigón, a mayor densidad, mejor es el hormigón.• disminuye a medida que el contenido de agua aumenta, o a medida que aumentan los poros.• aumenta al aumentar el contenido de cemento, disminuir relación w/c ó disminuir contenido de poros.
5.CONTENIDO DE AIRE OCLUIDO
Se produce por el uso de aditivos aireantes, que introducen burbujas de aire 2/6% del volumen del hormigón para que sea eficaz. Baja la resistencia del hormigón, pero se ve compensado por bajar la relación w/c mejorando la puesta en obra6.RETRACCIÓN PLÁSTICA
Es la disminución de voluen que sufre el hormigón en la fase de fraguado.•La contracción química se debe a la diferencia de volumen entre los productos de reacción y los materiales base•La contracción plástica se produce en la etapa inicial de fraguado, hasta final de fraguado, debida a la evaporación de agua dando como resultado una contracción que cuando es muy rápida y superficial produce «afogarado» caracterizado por muchas fisuras cercanas dando el aspecto de piel de cocodrilo, pero que no llegan a tener profundidad. Se produce por una diferencia de hidratación.
I.Factores que influyen◦Mayor dosificación de cemento, provoca posible retracción◦Mayor superficie de la pieza por unidad de volumen◦Calor y presencia de vientos◦Uso de aditivos que reduzcan contracción
HORMIGÓN ENDURECDO. PROPIEDADES FÍSICAS1.DENSIDAD
La densidad será mayor cuanto mayor sea la relación w/c, con el uso de aditivos aireantes y cuanto menor sea la energía de compactación
2.COMPACIDAD
Es la reaccción entre el volumen de la parte sólida y el volumen aparente. Su valor será mayor cuanto menor sea el volumen de poros menor porosidad. La compacidad esta muy ligada a la densidad y depende de los msmos factores que esta. A mayor compacidad, mayor densidad y mayores resistencias físicas (heladas).
3.PERMEABILIDADla facilidad que tiene a ser atravesado por un fluido y es consecuencia de la porosidad que posee la pasta hidratada y los áridos, de una falta de compactación adecuada e incluso de la exudación.La permeabilidad puede determinarse con ensayos de hormigón endurecido. Debemos tener en cuenta que la EHE obliga a realizar este ensayo en los hormigones armados o pretensados que vayan a ser situados en clases de exposición III,IV,Q,E,H y F. Esta determinación se realizará uando lo indique la norma.
I.Ensayo de penetación de agua bajo presión:
se aplica agua a presión a la superficie de una probeta de hormigón endurecido. A continuación se divide la probeta en dos y se mide la penetración del agua.
4.PROPIEDADES TÉRMICASI.Coeficiente de dilatación térmica
Depende de composición y estado de humedad. El hormigón es una material formado por componentes con coeficiente de dilatación térmica distintos. (áridos- pasta de cemento)
II.Conductividad térmica:
el coeficiente de conductividad térmica λ del hormigón seco tiene valor entre 0,09/2,02 w/mºK. Los granos de arena actúan como puentes térmicos dentro del hormigón.
5.RETRACCIÓN Y ENTUMECIMIENTOretracción es contracción del hormigón durante el fraguado y 1º edad del endurecimiento del hormigón especialmente si hay falta de agua. El entumecimiento es expansión de los geles (tobermorita) precedentes del cemento hidratado.
I.Retracción de secado:
debido al fraguado en un ambiente no saturado, es irreversible a consecuencia de la pérdida de agua en la pasta de cemento. Esto supone un cambio volumétrico que crea tensiones pudiendo llegar a romper por tracción si se supera la propia resistencia a tracción del hormigón.Esta retracción está infuenciada por el tamaño máximo del árido (a mayor, menor retracción), la relación w/c, condiciones del curado, contaminación de áridos por arcillas (aumenta la retracción por las propiedades de las arcillas).
I.Retracción por carbonatación:
en fase de endurecimiento, en las zonas de oscilación de mareas en las que puede dar lugar a fisuración superficial de los elementos.
III.Entumecimiento:
aumento de volumen que experimenta el hormigón al estar sumergido en agua como consecuencia de la absorción de agua. Cuando más finamente esté molido el cemento mayores son los valores de entumecimiento a consecuencia de mayores geles, mientras que mayor relación w/c menor entumecimiento.
HORMIGÓN ENDURECIDO – PROPIEDADES MECÁNICAS
La carácterística mecánima más significativa es la resistencia a compresión que se obtiene a partir de resultados de ensayos de rotura a compresión.
1.RESISTENCIA A COMPRESIÓN
Es 10 veces mayor a la resistencia a tracción y depende de:•Influencia de los materiales:
Tipo y clase resistente del cemento, de áridos adecuados, evitar sustancias nocivas y que el agua sea apta para hormigones•Influencia de la relación w/c:
A mayor relación menor resistencia, pero el defecto de agua producirá mala compactación, gran cantidad de huecos y que el hormigón sea menos durable.
•Influencia del TMA:
lo óptimo es usar el TMA que sea compatible con el resto de carácterísticas.•Influencia del método y duración del curado:
El curado se prolonga hasta que alcanza el 50% de fck, debiendo elegir los métodos apropiados según el ambiente en el que se encuentre el elemento a hormigonar. Ciuando no se porduce, el fecto es mayor fisuración por retracciones que afectarán a resistencia y durabilidad del elemento hormigonado.•Influencia de la edad del hormigón:
Aumenta según el tiempoEnsayos sobre el hormigón endurecido:
ensayo de resistencia a compresión.
2.RESISTENCIA A TRACCIÓN
I
.Resistencia a la tracción indirecta (Ensayo brasileño): se somete probeta a compresión en banda estrecha en toda su longiotud.
II.Ensayo flexo-tracción:
probetas prismáticas a 28días.3
.ELASTICIDAD
El hormigón no es un cuerpo elástico de deformación longitudinal4.- FLUENCIA:
deformación oplastica que experimenta el hormigón a lo largo del tiempo. Es menor si el hormigón esta sumergido. PERDIDA DE Tensión “Relajación”: a medida que avanza el tiempo, el hormigón va perdidendo su capacidad de recuperación elástica.
TEMA 5: HORMIGÓN ENDURECIDO – DURABILIDAD1.CONDICIONES AMBIENTALES – ACCIONES FÍSICASI.Acción de ciclo hielo-deshielo:
Afectado tanto por la helada en si(expansión), como por el agotamiento de hielo – deshielo, debido al aumento de volumen intermitente. Este sistema de ciclos es el seguido en los ensayos de laboratoriPrevenciones:
•Emplear cementos adecuados•Usar áridos compactos, limpios y con buena rugosidad superficial•Emplear aditivos aireantes•Cuidar el curado húmedo del hormigónII.Abrasión del hormigón:
Se produce cuando roza otro cuerpo sobre él o cuando sufre percusión. Este desgaste puede estar producido también por agua o aire.
Prevenciones:
•Áridos duros, textura superficial rugosa y buena granulometría•Duplicar la duración del curado
Acción del fuego sobre el hormigón
Cuando el hormigón está sometido al fuego sufre modificaciones importantes:•A 100ºC se evapora el agua libre•De 200/300ºC la pérdida de agua capilar es completa•De 300/400ºC se produce pérdida de agua del gel del cemento•A 400ºC una parte de hidróxido cálcico procedente de la hidratación de los silicatos se transforma en cal viva•A los 600ºC, lo áridos se expanden fuertement Los áridos calizos son junto con los ligeros los menos afectados por el fuego ya que tienen un coeficiente de dilatación térmica bajo. Los hormigones con buena granulometría y gran proporción árido/cemento se comportan mucho mejor frente al fuego.
Prevenciones:
•Empleo de áridos de menos coeficiente de dilatación térmica; calizos sobre silícicos•Buena granulometría o alta proporción de finos•Uso de áridos ligeros o calizos•Buena compactación y baja conductividad térmica•Contenido bajo de humedad2
.CONDICIONES AMBIENTALES – ACCIONES QUÍMICAS
La resistencia ataque químico por determinadas sustancias, e incluso por el agua pura, depende de su permeabilidad y de la distribución y tamaño de los poros.◦Gases atmosféricos◦Aguas puras, selenitosas y marinas◦Sales orgánicas/ inorgánicas◦Reacción árido-álcali3.CARBONATACIÓN Y EFECTOS SOBRE LA CORROSIÓN DE LAS ARMADURAS
El hormigón debido a la alcalinidad (pH=13) que le da la portlandita o Ca(OH)2 procedente de la hidratación del cemento, así como los alcalinos del mismo, produce una pasivación del acero de las barras, en virtud de la cual se crea alrededor de las mismas una película de óxido de hierro gamma que la envuelve, con lo cual el acero queda protegido frente a la corrosión.La pasivación puede perderse debido a la carbonatación y la penetración de iones cloros o sulfatos.En la carbonatación el anhídrido carbónico atmosférico que se difunde a través de los poros llenos de aire del hormigón reacciona con el hidróxido de calcio dando lugar a carbonato de calcio y haciendo bajar el pH del medio que rodea a la barra a valores próximos a 9. La penetración depende del tiempo y de la porosidad.La carbonatación del hormigón depende de la humedad del aire.
4.FISURACIÓN DE HORMIGÓNconsecuencia de su baja resistencia a tracción y reducida tenacidad. Las fisuración parece ser la carácterística más negativa del hormigón.
Factores que provocan esta fisuración:
•Alto contenido de agua en el hormigón. Cuanto mayor es el contenido d agua mayor es la retracción hidráulica.•Alta dosificación de cemento. Esta da lugar a la necesidad de tener que emplear más agua•Alto calor de hidratación del cemento. Un contenido excesivo de cemento, especialmente si éste es rico en silicato tricálcico, desprende una gran cantidad de calor que puede ocasionar tensiones térmicas diferenciales que sobrepasen la resistencia a tracción del hormigón especialmente a edades tempranas•Los ciclos de sequedad y humedad debidos al sol y la lluvia dan lugar a contracciones y expansiones.•El viento seco y caliente actuando sobre el hormigón recién puesto en obra provoca una pérdida rápida de agua que da lugar a una retracción superficial.•Los ciclos hielo-deshielo, además de cambios de temperaturas, producen tensiones internas provocadas por la acción del agua al helarse en los poros del hormigón.
HORMIGONES ESPECIALES1.HORMIGÓN DE ALTA RESISTENCIAI.Componentes.:
cemento I + áridos (rodados o machadados de alta calidad) + agua (la relación w/c lo más baja posible) + afitivos (aditivos superfluidificantes) + adiciones (humo de sílice en forma de microsílice)II.Carácterísticas: baja porosidad, alta durabilidad frente a medio químicamente agresivos, mayor resistencia a ciclos de hielo-deshielo que los hormigones convencionales y son recomendadas para ambientes altamente agresivosIII.Aplicaciones: en edificación permite estructuras con reducción de dimensiones y ahorro de acero, elementos prefabricados para estructuras y elementos de hormigón pretensado2.HORMIGÓN AUTOCOMPACTANTE (HAC)I.Definición:
se compacta por la acción de su propio peso, sin necesidad de energía de vibración ni de cualquier otro método de compactación.
II.Componentes:
cemento (con menor contenido de aluminato tricálcico) + áridos (arenas de granulometría continua) + agua + aditivos (superplastificante modulador de la viscosidad) + adiciones (cenizas volantes)III.Propiedades fundamentales:
Fluidez (determinada por el ensayo del escurrimiento), la resistencia al bloqueo (método de la caja en L) y la resistencia a la segregación (según el ensayo del embudo en V)
3.HORMIGONES REFORZADOS CON FIBRAS (HRF).Fibras:
conceptos y tipos: controlan la fisuración por retracción, incrementando la resistencia al fuego.
◦
Fibras de acero
Trafiladas, en láminas, virutas▪Su uso produce un aumento de la resistencia a tracción y compresión, mejora la resistencia al impacto y tenacidad, resistencia a fatiga y controla la fisuración.▪Aplicadas en hormigones gunitados, estructuras in situ y prefabricadas◦Fibras poliméricas:
formadas por material polimérico extrusionado y cortado.▪Su uso aumenta la resistencia al impacto10 veces, disminuye retracción pero no auemtna la resistancia a tracción.▪El uso más general son soleras y pavimentos de hormigón.
◦Fibras de vidrio:
se pueden usar si se garantiza un comportamiento adecuado por el deterioro de estas fibras a consecuencia de la alcalinidad del medio.▪Su uso mejora la resistencia a tracción, a compresión en un 20%, mejora resistencia al impacto, disminuye la durabilidad.▪El uso más general es piezas prefabricadas, normalmente con morteros GRC
ENSAYOSEnsayo de asentamiento (cono de abrams):
El ensayo valora el grado de consistencia del hormigón fresco, consecuencia de la relación a/c utilizada, el parámetro es clave para controlar la adecuación del hormigón solicitado.Se trata de determinar la consistencia del hormigón fresco en el momento de ser puesto en obra.
ENSAYOS DE Información COMPLEMENTARIA:Ensayo de ultrasonido
Un paplpador electroacústico en contacto con el hormigón emite implusos de vibraciones longitudinales, que atraviesan la probeta y llegan a un segundo palpador. Se mide el tiempo que tarda en atravesar la probeta. Mide la calidad del hormigón en relación a su capacidad y la existencia de posibles grietas, coqueras y ubicación e las armaduras.
Ensayo esclerometrico:
una masa proyectada por un muelle golpea un vástago en contacto con la pieza. El resultado se expresa en términos de la distancia del rebote de la masa. Se emplea para la combrobacion de la uniformidad del hormigón in situ. Para determinar áreas de pobre calidad u hormigón deteriradoPreubas de carga:
2 limitaciones: solo es útil para elementos que trabajan solo a flexión. No conviene exceder la carga de máxima de uso.
ENSAYOS DE Información DESTRUCTIVOS:
a veces es necesario conocer la resistencia mecánica del hormigón independientemente de su edad. CIRCUNSTANCIAS: control de calidad rechazado, heladas, tiempo caluroso, siniestros( sismos o incendios)