Introducción
El hormigón es uno de los materiales de construcción más abundantes en casi todas las estructuras. Se elabora mezclando cemento (o cal), grava, arena y agua. Una vez que se seca y fragua, se endurece y aumenta su resistencia.
Características del Hormigón
Al abordar los aspectos generales del hormigón, su gran fama y amplia gama de aplicaciones se deben a un conjunto de propiedades muy convenientes:
Resistencia
La resistencia del hormigón aumenta con el paso del tiempo. Estas estructuras son capaces de soportar desastres naturales y fenómenos meteorológicos extremos. Su resistencia está determinada por el contenido de cemento, los agregados de la mezcla y el paso del tiempo.
Versatilidad
Debido a su gran versatilidad, el hormigón puede ser visto en edificios, puentes, túneles, pavimentos, etc. Ofrece posibilidades infinitas, siendo uno de los materiales con mayor presencia en cualquier obra de construcción, desde grandes obras estructurales hasta proyectos que se podrían realizar en casa, y desde su uso con un molde hasta el hormigón impreso.
Sostenibilidad
Los prefabricados de hormigón, como tuberías, pozos y arquetas, se fabrican con materiales no contaminantes, lo que los diferencia notablemente de aquellos derivados de fuentes fósiles que generan un mayor impacto medioambiental. Además, es posible su reciclaje y reutilización, empleándolos como áridos para otros hormigones o como firme para carreteras.
Bajo Costo
El costo del hormigón es relativamente bajo, tanto en acabados como estructuralmente. Al ser un material compacto e inerte, no pierde sus propiedades con el paso del tiempo. Se estima una vida útil de más de un siglo para las estructuras de hormigón. Los factores más importantes que determinan su precio son el volumen total y el espesor de la capa utilizada.
Resistencia al Fuego
Una de las características intrínsecas del hormigón es su capacidad para reforzar la protección contra incendios de un edificio, convirtiéndolo en una de las mejores opciones. Las excelentes propiedades ignífugas de este compuesto protegen vidas, el medio ambiente y las infraestructuras en caso de incendio.
Masa Térmica
Los suelos y paredes de hormigón se caracterizan por actuar como una buena barrera al paso del calor. Las temperaturas se retienen mejor, lo que se traduce en una menor necesidad de refrigeración en verano y calefacción en invierno, generando un gran ahorro energético.
Uso Local
Este material presenta un elevado peso, lo que dificulta su transporte. Por ello, se tiende a que el lugar de producción y utilización no estén a mucha distancia entre sí. Esto contribuye a una disminución de la contaminación generada.
Efecto Albedo
El efecto albedo es la radiación que la superficie terrestre refleja y devuelve a la atmósfera. A menor escala, en las ciudades puede provocarse el efecto “Isla de Calor”. El hormigón, al reflejar bien la luz, ayuda a disipar este efecto, contribuyendo a un ambiente más fresco.
Tipos de Hormigón
Hormigón en Masa
Hormigón que se vierte en moldes prefabricados. Se refiere a grandes volúmenes de hormigón. Este volumen exige medidas para prevenir el agrietamiento, provocado por los choques térmicos. Los factores que influyen en la variación térmica son: el volumen de la estructura, la temperatura ambiental, la temperatura inicial del hormigón en el momento de su colocación y otros factores.
Hormigón Celular (Hormigón Ligero)
Es un concreto de baja densidad y con elevado aislamiento térmico. Recomendado para construcciones que requieren la menor cantidad de carga posible, siempre que se mantengan las prestaciones mecánicas del hormigón. El hormigón ligero está compuesto por agua, cemento, partículas de poliestireno y aditivos. Sus usos incluyen: techos tipo sándwich, reparación y rehabilitación de cubiertas y terrazas, hormigón de nivelación en entrepisos, revestimiento aislante, entre otros. Los materiales utilizados para su elaboración son: áridos ligeros naturales (elaborados y no elaborados) y áridos ligeros industriales (elaborados y no elaborados).
Hormigón Armado
Es la unión del hormigón con un esqueleto metálico de acero redondo. Ofrece una resistencia superior a esfuerzos de compresión, tracción y torsión en comparación con el hormigón sin esqueleto metálico. Es el más utilizado en la construcción de puentes y edificios.
Características del Hormigón Armado:
- Permite la creación de estructuras antisísmicas, debido a su peso y volumen.
- Alta relación resistencia-durabilidad.
- Alta tolerancia a la tracción.
- Requiere poco mantenimiento y posee gran durabilidad.
- El hormigón y el acero tienen un coeficiente de dilatación similar, lo que permite que se unan fuertemente.
- Dificultad para realizar modificaciones futuras, debido a la presencia del esqueleto metálico.
Hormigón de Alta Resistencia
Hormigón más resistente que el convencional en cuanto a sus propiedades mecánicas y con una mayor durabilidad. Su uso está muy extendido en la fabricación de estructuras, pudiendo alcanzar resistencias superiores a 70 MPa. Contiene aditivos que reducen significativamente su porosidad, mejorando la protección contra patologías típicas del hormigón.
Hormigón Ciclópeo
Su elaboración se compone de un 60% de concreto simple y un 40% de rocas desplazadas.
Hormigón Pretensado
Este tipo de hormigón busca superar la debilidad natural del hormigón a la tracción. Se fabrica de forma industrial, compuesto por hormigón y acero, y es sometido a esfuerzos de compresión antes de entrar en servicio.
Hormigón Estructural
Se utiliza para todo tipo de estructuras; su característica principal es mejorar la durabilidad de las mismas.
Hormigón Pulido
Acabado para pavimentos de hormigón. Es una terminación de suelos de hormigón, pero con propiedades mejoradas significativamente.
Hormigón Drenante
Permite construir superficies firmes y muy porosas, de manera que el agua puede circular, logrando excelentes propiedades drenantes.
Hormigón Antibacteriano
Tipo de hormigón que se logra con un aditivo o fibras biocidas que impiden el desarrollo de microorganismos.
Propiedades del Hormigón
Las propiedades del hormigón difieren significativamente entre su estado fresco y su estado endurecido, una vez hidratado.
Hormigón Fresco
El hormigón fresco se caracteriza por:
- La consistencia (su capacidad para deformarse). La circunstancia que más influye en esta propiedad es la cantidad de agua utilizada en la mezcla. Se mide de diferentes formas, como el cono de Abrams, la mesa de sacudidas y el consistómetro Vebe.
- La docilidad, que es la facilidad con la que una mezcla de cemento, áridos y agua puede ser trabajada y convertida en hormigón. También se mide mediante el cono de Abrams.
- La homogeneidad, que indica cómo están repartidos los componentes por toda la masa. Si el hormigón está bien elaborado, los componentes deberían estar repartidos de manera uniforme por toda su masa.
- La masa específica (densidad), que indica si el material está correctamente elaborado. Si se encuentra fuera de los parámetros establecidos, debe corregirse o desecharse.
Hormigón Endurecido
El hormigón endurecido se caracteriza por:
- La densidad (relación entre la masa y el volumen que ocupa). Esta depende del tipo de áridos que contenga: cuanto mayor densidad y tamaño tengan, mayor densidad tendrá el hormigón, y de la compactación de los materiales que lo componen.
- La compacidad, que es la mayor cantidad de material sólido que puede contenerse en una unidad de volumen. Es decir, no debe haber ningún hueco en la masa del hormigón. Está muy relacionada con la densidad y depende de los mismos factores. Al aumentar la compacidad, aumenta la resistencia del hormigón.
- La permeabilidad, que es el grado de resistencia del hormigón a la penetración de líquidos o gases.
- La resistencia al desgaste es la resistencia que presenta el hormigón a factores externos como agentes meteorológicos, el factor humano, etc. Un factor que influye significativamente en el hormigón es la temperatura. El hormigón endurecido, frente a la temperatura, actúa como una piedra natural. Frente a bajas temperaturas, puede producirse helada, lo que genera un efecto cuña en sus grietas. Para combatir esto, es fundamental mejorar sus propiedades. Una propiedad muy importante a mejorar es la compacidad. Con respecto a las altas temperaturas, el hormigón actúa de la siguiente manera:
