Práctica Nº 11 _Hormigones I-Introducción - RUA

Universidad de Alicante - Prácticas de Materiales de Construcción I.T.O.P – Práctica Nº 11
(Curso 2.008 – 2.009)
César García Andreu, José Miguel Saval Pérez, Francisco Baeza Brotons, Antonio José Tenza Abril
Prácticas de Materiales de Construcción – I.T. Obras Públicas
PRÁCTICA Nº 11
HORMIGONES I - INTRODUCCIÓN
Contenido:
11.1
Tipificación de los hormigones
11.2
Resistencia
11.3
Consistencia
11.4
Ensayo de asentamiento y fabricación de probetas
11.5
Tamaño máximo del árido
11.6
Ambiente donde se ubica la obra
ANEJO 1: Instrumental de laboratorio utilizado en la práctica
Página 1 de 13
Universidad de Alicante - Prácticas de Materiales de Construcción I.T.O.P – Práctica Nº 11
(Curso 2.008 – 2.009)
César García Andreu, José Miguel Saval Pérez, Francisco Baeza Brotons, Antonio José Tenza Abril
11.1 Tipificación de los hormigones
La tipificación de los hormigones, contenida en los planos y en el PPTP (Pliego de
Prescripciones Técnicas Particulares) del proyecto, se representará de acuerdo al siguiente
formato:
T – R / C / TM / A
Siendo:
T el indicativo del tipo de hormigón, que será:
o HM, en el caso de ser en masa
o HA, armado
o HP, pretensado.
R es la resistencia característica especificada, expresada en N/mm2, a la que también se
denomina resistencia característica de proyecto o resistencia de proyecto.
C la letra inicial del tipo de consistencia. Puede definirse como la menor o mayor
facilidad que tiene un hormigón fresco para deformarse.
TM tamaño máximo del árido en mm, limitado por la forma y dimensiones de la pieza
que vamos a fabricar.
A es la designación del ambiente.
El hormigón que se prescriba deberá ser tal que, además de la resistencia mecánica, asegure el
cumplimiento de los requisitos de durabilidad (contenido mínimo de cemento y relación
agua/cemento máxima) correspondientes al ambiente del elemento estructural.
Página 2 de 13
Universidad de Alicante - Prácticas de Materiales de Construcción I.T.O.P – Práctica Nº 11
(Curso 2.008 – 2.009)
César García Andreu, José Miguel Saval Pérez, Francisco Baeza Brotons, Antonio José Tenza Abril
11.2 Resistencia
La resistencia característica especificada, es la resistencia a compresión del hormigón a 28 días
adoptada en el proyecto como base de los cálculos (dimensionado de piezas = elementos
estructurales), asociada a un nivel de confianza del 95%.
Se simboliza como fck y la EHE recomienda utilizar la siguiente serie (en N/mm2):
20–25–30–35–40–45–50–55–60–70–80–90–100
Nota:
-
fck = 20 limitado a HM
-
fck ≥ 50 son hormigones denominados de alta resistencia
El hormigón que colocamos en la obra debe cumplir con esta característica, por lo que debemos
de controlarlo. A este control se le denomina CONTROL DE CONFORMIDAD DE LA
RESISTENCIA (A COMPRESIÓN) DEL HORMIGÓN, y para ello se realizan diferentes
ensayos:
PREVIOS AL SUMINISTRO
o E.PREVIOS (Dosificación)
o E.CARACTERÍSTICOS DE RESISTENCIA (Condiciones fabricación +
dosificación)
o
E. CARACTERÍSTICOS DE LA DOSIFICACIÓN (Durabilidad)
DURANTE EL SUMINISTRO
o E. DE CONTROL
- C. INDIRECTO
- C. AL 100 POR 100
- C. ESTADÍSTICO
La resistencia se valora haciendo probetas de hormigón de dimensiones 15x30 cm. y rotas a
compresión a la edad comentada anteriormente de 28 días.
Página 3 de 13
Universidad de Alicante - Prácticas de Materiales de Construcción I.T.O.P – Práctica Nº 11
(Curso 2.008 – 2.009)
César García Andreu, José Miguel Saval Pérez, Francisco Baeza Brotons, Antonio José Tenza Abril
11.3 Consistencia
Mediante este parámetro valoramos la docilidad del hormigón necesaria para que, con los
métodos previstos de puesta en obra y compactación, rodee las armaduras sin solución de
continuidad, con los recubrimientos exigibles y rellene completamente los encofrados sin que se
produzcan coqueras.
La consistencia se valora mediante el ensayo de asentamiento que veremos a en esta práctica,
utilizando para ello el CONO DE ABRAMS. Dependiendo del asiento obtenido diferenciamos
cinco tipos:
Tipo de
consistencia
Asiento en cono de Abrams
(cm)
Tolerancia
(cm)
Intervalo resultante
(cm)
Seca (S)
0–2
0
0–2
Plástica (P)
3–5
±1
2–6
Blanda (B)
6–9
±1
5 – 10
Fluida (F)
10 - 15
±2
8 - 17
Liquida (L)
16 - 20
±2
14 - 22
Nota:
-
Se evitará el empleo de las consistencias seca y plástica (salvo aplicaciones específicas).
-
No podrá emplearse la consistencia líquida (salvo que se consiga con aditivos
superfluidificantes).
Los ensayos de consistencia se realizan al producirse alguna de las siguientes circunstancias:
a) Cuando se fabriquen probetas para controlar la resistencia
b) Cuando se aplica el control indirecto de la resistencia
c) Cuando lo indique la dirección facultativa o lo establezca el PPTP (Pliego de
Prescripciones Técnicas Particulares).
Criterio de conformidad: Se realizan 2 determinaciones por amasada y se calcula la media.
Se acepta la amasada cuando el valor medio cumpla con la tolerancia de la tabla anterior. En
caso de no cumplimiento se rechaza la amasada.
Nota:
-
AMASADA o unidad de producto, es la cantidad de hormigón fabricado de una sola vez
en las mismas condiciones. Ej.: un camión de hormigón preparado seria una amasada.
-
Se distinguen dos tipos de centrales de fabricación de hormigón: Central de obra y
Central no ubicada en obra. A este último se le denomina hormigón preparado.
Página 4 de 13
Universidad de Alicante - Prácticas de Materiales de Construcción I.T.O.P – Práctica Nº 11
(Curso 2.008 – 2.009)
César García Andreu, José Miguel Saval Pérez, Francisco Baeza Brotons, Antonio José Tenza Abril
11.4 Ensayo de asentamiento y fabricación de probetas
El procedimiento general que vamos a seguir en laboratorio para realizar esta práctica es el
siguiente:
1º Fabricaremos un hormigón con una dosificación de sus componentes tal que obtengamos un
asiento cero con el cono de Abrams (consistencia seca).
2º Posteriormente separaremos la amasada anterior en dos partes para obtener una consistencia
blanda en cada una de ellas, variando su composición de dos formas:
-
Añadiendo agua
-
Añadiendo aditivo superfluidificante
3º Con ambos tipos de hormigón fabricaremos probetas cilíndricas normalizadas de 15x30 cm,
que nos permitirán comprobar en prácticas posteriores (a 28 días) su resistencia a compresión, a
flexotracción y a tracción indirecta.
Para el desarrollo de estas tareas se detallan a continuación los ensayos normalizados que
permiten determinar la consistencia de un hormigón (Ensayo 1: Asentamiento), y la fabricación
y curado de probetas (Ensayo 2: Fabricación de probetas):
ENSAYO 1: Asentamiento
Norma UNE-EN 12350-2:2006
FUNDAMENTO
El hormigón fresco se compacta en un molde con forma de tronco de cono (Cono de Abrams).
Cuando el molde se saca, levantándolo en dirección vertical, el descenso producido por el
asiento del hormigón da una medida de su consistencia.
CAMPO DE APLICACIÓN
-
Este ensayo es sensible a los cambios en la consistencia del hormigón cuando la medida del
asentamiento se sitúa entre 1 y 20 cm. Más allá de estos valores extremos la medición del
asentamiento puede ser inadecuada y deberían considerarse otros métodos de medida de la
consistencia:
o Asiento < 1 cm Método Vebe
o Asiento > 20 cm Mesa de sacudidas
-
Asiento no continúa después de 1 minuto de desmoldar
-
T.M. Árido ≤ 40 mm
Página 5 de 13
Universidad de Alicante - Prácticas de Materiales de Construcción I.T.O.P – Práctica Nº 11
(Curso 2.008 – 2.009)
César García Andreu, José Miguel Saval Pérez, Francisco Baeza Brotons, Antonio José Tenza Abril
MATERIAL UTILIZADO
-
Molde para conformar probeta de ensayo
-
(Cono de Abrams)
Regla graduada (De 0 a 300 mm, con
divisiones no superiores a 5 mm)
-
Hormigonera
-
Barra compactadora
-
Tolva de llenado
-
Bandeja/Chapa base
-
Recipiente de reamasado
-
Pala de boca cuadrada
-
Muestra amasada
-
Cronómetro
(Cemento+árido+agua+aditivos)
PROCEDIMIENTO
1º. Para obtener la muestra de ensayo, confeccionamos la amasada (amasamos los componentes
en una hormigonera) y homogeneizamos la muestra extraída (en recipiente de reamasado y pala
cuadrada).
2º. Se humedece ligeramente el molde y la bandeja base y se colocan ambos sobre en una
superficie horizontal.
3º. Se llena el molde (cono) en 3 capas, de modo que cada una ocupe aprox. 1/3 de su altura una
vez compactado el hormigón. Se compacta cada capa con 25 golpes con barra compactadora,
distribuyéndose uniformemente los golpes en la sección transversal. La barra debe penetrar
ligeramente en las capas inferiores de forma que estas queden cosidas.
4º. Se retira la tolva y el hormigón sobrante por medio de una acción de corte y rodillo de la
barra compactadora.
5º. Se retira el molde levantándolo en dirección vertical sin causar movimiento lateral o de
torsión (entre 5 y 10 s).
(La operación completa, desde el comienzo del llenado del molde hasta la retirada del mismo,
será realizada sin interrupción y debe completarse en un tiempo no superior a 150 s.)
6º. Inmediatamente después de retirar el molde, se mide y registra el asentamiento (h)
determinando la diferencia entre la altura del molde y la del punto más alto de la probeta de
hormigón asentada, redondeando a los 10 mm.
Página 6 de 13
Universidad de Alicante - Prácticas de Materiales de Construcción I.T.O.P – Práctica Nº 11
(Curso 2.008 – 2.009)
César García Andreu, José Miguel Saval Pérez, Francisco Baeza Brotons, Antonio José Tenza Abril
1ª capa
2ª capa
h: 30 cm
3ª capa
10 cm
Barra compactadora
(16 mm de diámetro y 600 mm
de longitud)
Molde metálico
tronco cónico
Asentamiento
20 cm
Mezcla de hormigón
Nota:
Si se produce caída o desprendimiento lateral pronunciado (asentamiento sesgado) se
repite ensayo con otra muestra. Si vuelve a producirse lo anterior, se considera que el
hormigón no es apto para aplicar este método:
Fuente: UNE-EN 12350-2: 2006
Página 7 de 13
Universidad de Alicante - Prácticas de Materiales de Construcción I.T.O.P – Práctica Nº 11
(Curso 2.008 – 2.009)
César García Andreu, José Miguel Saval Pérez, Francisco Baeza Brotons, Antonio José Tenza Abril
UNE-EN 12390-2:2001
ENSAYO 2: Fabricación de probetas
MATERIAL UTILIZADO
-
Molde cilíndrico para conformar probeta
-
Desencofrante
de ensayo de dimensiones 15 x30 cm.
-
Aguja vibrante, mesa vibrante o barra
-
Hormigonera
compactadora
-
Recipiente de reamasado
-
Llana o fratás
-
Muestra amasada
-
Pala de boca cuadrada
(Cemento+árido+agua+aditivos)
PROCEDIMIENTO
1º. Fabricamos el hormigón (en una hormigonera, con una dosificación determinada, con dos
fracciones de árido: grava y arena) y homogeneizamos la muestra extraída (en recipiente de
reamasado y pala cuadrada).
2º Se impregnan los moldes con desencofrante no reactivo (producto que facilita el desmoldeo).
3º Llenado del molde por capas, como mínimo 2, de forma que ninguna tenga un espesor mayor
a 100 mm. En nuestro caso como la altura de la probeta es de 300 mm deberemos de llenar el
molde en 3 capas.
4º La compactación del hormigón podrá realizarse por cualquiera de los siguientes métodos:
a) Aguja vibrante.- Ojo con exceso de vibración: posible segregación y pérdida de aire
ocluido (no debe tocar ni fondo ni laterales del molde).
b) Mesa
vibrante.- Ojo con exceso de vibración: posible segregación y pérdida de
aire ocluido (no debe tocar ni fondo ni laterales del molde).
c) Compactación manual.- Con barra o maza de compactar. Distribuir los golpes
uniformemente por la superficie (Los golpes necesarios es función de la
consistencia, mínimo 25 golpes por capa). Las capas deben coserse. Si durante el
picado quedan huellas (depresiones dejadas por la barra) golpear ligeramente a los
lados del molde con un mazo de goma hasta que desaparezcan las huellas y el aire
atrapado (burbujas de aire mayores. No confundir con aire ocluido, este no lo
debemos eliminar).
Página 8 de 13
Universidad de Alicante - Prácticas de Materiales de Construcción I.T.O.P – Práctica Nº 11
(Curso 2.008 – 2.009)
César García Andreu, José Miguel Saval Pérez, Francisco Baeza Brotons, Antonio José Tenza Abril
5º Una vez lleno el molde se procede a su nivelación con llana o fratás y se marca con
referencia identificativa.
6º Curado de las probetas: Mantener en molde al menos 16 horas y no más de 3 días. Proteger
de impactos, vibraciones y deshidratación. Temperatura 20±5ºC (25±5ºC en climas cálidos).
Una vez desmoldadas curarlas hasta ensayo en agua a Tª=20±2ºC o en cámara (Tª=20±2ºC y
humedad relativa ≥ 95%.). Prevalece el curado sumergido en agua.
11.5 Tamaño máximo del árido
Está limitado por las dimensiones del elemento a hormigonar y por las distancias entre
armaduras y entre armaduras y caras exteriores de la pieza.
Con ello se evita que ciertas
zonas queden sin recubrir de hormigón por hacer el árido de barrera:
α < 45º
D < 0,8 d1
D < 0,8 d2
D < 1,25 d3
D < 0,25 d4
α > 45º
Distancia horizontal libre entre vainas o armaduras que no formen grupo
Distancia horizontal libre entre un borde de la pieza y una vaina o armadura que
forme un ángulo mayor que 45º con la dirección de hormigonado
Distancia entre un borde de la pieza y una vaina o armadura que forme un ángulo no
mayor que 45º con la dirección de hormigonado
Dimensión mínima de la pieza, excepto en los casos siguientes:
D < 0,4 d5
d5: espesor mínimo de la losa superior del forjado
D < 0,33 d6
d6: anchura mínima de los nervios del forjado. Piezas prefabricadas
Página 9 de 13
Universidad de Alicante - Prácticas de Materiales de Construcción I.T.O.P – Práctica Nº 11
(Curso 2.008 – 2.009)
César García Andreu, José Miguel Saval Pérez, Francisco Baeza Brotons, Antonio José Tenza Abril
11.6 Ambiente donde se ubica la obra
Conjunto de condiciones físicas y químicas que pueden provocar la degradación del elemento
estructural. Esta característica influye sobre la durabilidad del hormigón y sobre la dosificación
(contenido mínimo de cemento y relación a/c).
En general un elemento estructural estará sometido a una clase general de exposición más las
clases especificas que sean necesarias, pero nunca a más de una subclase por clase especifica.
Página 10 de 13
Universidad de Alicante - Prácticas de Materiales de Construcción I.T.O.P – Práctica Nº 11
(Curso 2.008 – 2.009)
César García Andreu, José Miguel Saval Pérez, Francisco Baeza Brotons, Antonio José Tenza Abril
Fuente: EHE-08
Página 11 de 13
Universidad de Alicante - Prácticas de Materiales de Construcción I.T.O.P – Práctica Nº 11
(Curso 2.008 – 2.009)
César García Andreu, José Miguel Saval Pérez, Francisco Baeza Brotons, Antonio José Tenza Abril
Fuente: EHE-08
Página 12 de 13
Universidad de Alicante - Prácticas de Materiales de Construcción I.T.O.P – Práctica Nº 11
(Curso 2.008 – 2.009)
César García Andreu, José Miguel Saval Pérez, Francisco Baeza Brotons, Antonio José Tenza Abril
ANEJO 1: Instrumental de laboratorio utilizado en la práctica
Hormigonera
Equipo Cono de Abrams
Mesa vibrante
Molde de probeta de ensayo de 15x30 cm
Aguja vibrante
Página 13 de 13