AGUA

INTRODUCCIÓN
AL HORMIGÓN Y A SUS
APLICACIONES
José Antonio Rodríguez
Departamento Técnico
Admixture Systems
COMPONENTES DEL HORMIGÓN
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
CEMENTO
AGUA
ADITIVOS
ADICIONES
ÁRIDOS
o
o
o
Arena
Gravilla
Grava
Su
dosificación
estará
totalmente
estudiada
VENTAJAS E INCONVENIENTES
ƒCosto reducido
ƒMaterias primas muy
comunes
ƒFácil de aplicar
ƒMoldeable en estado fresco
ƒResistencia a compresión
elevada
ƒElevada alcalinidad
ƒBuena durabilidad si se
respetan ciertas condiciones
ƒReducida resistencia a
tracción
ƒExcesiva rigidez en algunos
casos
ƒEndurecimiento lento,
sobretodo a baja temperatura
ƒBaja resistencia química
ƒDeficiente durabilidad si no
se respetan ciertas
condiciones
CEMENTO
Conglomerante hidráulico formado por materiales
pulverulentos artificiales, de naturaleza inorgánica,
que reaccionan con el agua dando lugar a un
producto sólido, resistente y estable tanto en el aire
como en el agua. Se obtiene por calcinación y
molturación de arcillas y calizas.
Clínker Portland: Producto de calcinación y molturación de las
arcillas y calizas.
Polvo sólido
Agua
Sólido
resistente
TIPOS DE CEMENTO
Clínker
Cemento Portland
Cemento Portland
con escoria
Cemento Portland
con humo de sílice
Cemento Portland
con puzolana
Cemento Portland
con ceniza volante
Cemento Portland
con caliza
Cemento Portland
mixto
Cemento de Horno
alto
Cemento
puzolánico
Cemento
compuesto
Escoria
H..alto
S
CEM I
95-100
CEM II/A-S
CEM II/B-S
80-94
65-79
CEM II/A-D
90-94
CEM II/A-P
CEM II/B-P
CEM II/A-V
CEM II/B-V
80-94
65-79
80-94
65-79
CEM II/A-L
80-94
CEM II/A-M
CEM II/B-M
CEM III/A
CEM III/B
CEM IV/A
CEM IV/B
80-94
65-79
35-64
20-34
65-89
45-64
35-65
66-80
CEM V/A
40-64
18-30
Humo
sílice
D
Puzolan.
Natural.
P
Cenizas
volantes
V
Caliza
L
Comp.
Adicion.
0-5
6-20
21-35
0-5
0-5
6-10
0-5
6-20
21-35
0-5
0-5
0-5
0-5
6-20
21-35
6-20
6-20
21-35
11-35
36-55
18-30
0-5
0-5
0-5
0-5
0-5
0-5
0-5
0-5
CEMENTO
•
•
•
•
Cuanto mayor sea su dosificación Æ mayor alcalinidad Æ
mayor protección frente a la carbonatación.
Atención al calor de hidratación y retracción.
Según el tipo de ambiente Æ seleccionar el tipo de
cemento.
Ejemplos de patologías derivadas por una elección
inadecuada:
- aluminosis.
- ataques químicos
- (sulfatos, ácidos, etc.)
-…
FRAGUADO Y ENDURECIMIENTO
80
70
Temperatura (ºC)
60
50
40
30
20
10
0
24
48
72
96
Horas desde el inicio
Arriba
Medio
Abajo
120
144
168
DESARROLLO DE RESISTENCIAS:
CEM I
DESARROLLO DE RESISTENCIAS:
CEM II
DESARROLLO DE RESISTENCIAS:
CEM III
AGUA DE AMASADO
FUNCIONES
ƒ Hidrata los componentes del cemento
ƒ Lubrica la masa haciéndola trabajable
PROPIEDADES
ƒ Limpia y libre de cloruros, sulfatos, azúcares,
ƒ
materia orgánica...
Con pH > 5
Debe cumplir los requisitos de la EHE
AGUA DE AMASADO
SU CONTENIDO EN LA MEZCLA DEBE AJUSTARSE A
DETERMINADOS VALORES DE LA RELACIÓN A/C, PUES
INFLUYE DE FORMA IMPORTANTE EN LAS PROPIEDADES
DEL HORMIGÓN:
ƒ
En estado fresco:
ƒ Consistencia, segregación.
ƒ
En estado endurecido:
ƒ Resistencia mecánica, retracción, compacidad,
durabilidad.
Debe impedirse la práctica de la incorporación de agua de
forma incontrolada en la obra
RELACIÓN AGUA-CEMENTO
kg de agua
Relación A/C =
kg de cemento
La relación A/C mínima teórica para hidratar todo el
cemento disponible es de 0.28
La relación A/C es uno de los parámetros más
importantes dentro de la composición de un
hormigón.
EFECTOS DE LA RELACIÓN A/C
La R A/C afecta tanto a las propiedades del hormigón en
estado fresco como en estado endurecido
Estado fresco:
ƒ
ƒ
ƒ
Trabajabilidad (fluidez del
hormigón)
Mantenimiento de la
trabajabilidad en el tiempo
Estabilidad y
homogeneidad de la
masa
Estado endurecido:
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
Resistencia mecánica
Permeabilidad y porosidad
Retracción
Acabado superficial
Durabilidad
RELACIÓN A/C:
Si r a/c = teórica (0,30):
- masas no trabajables.
- masas no homogéneas.
Si r a/c >>> teórica (0,30):
- aumenta la porosidad Æ ataques.
- aumenta la retracción Æ fisuración.
- disminuye las resistencias en general físicas y
químicas.
El equilibrio se alcanza mediante la utilización
de aditivos plastificantes o fluidificantes.
RELACIÓN A/C:
RELACIÓN A/C:
PERMEABILIDAD
Facilidad con que es atravesado
un fluido.
Depende de:
- Porosidad
- Uso de adiciones
- Relación A/C
- Finura de cemento
- Granulometría
- Uso de aditivos
RETRACCIÓN
ƒ
El hormigón endurecido tiene un volumen menor que
en estado plástico. Esto origina una contracción
durante el fraguado y endurecimiento (retracción).
ƒ
La retracción puede originar fisuración, alta porosidad
y en general, aumento de la permeabilidad.
ƒ
ƒ
La retracción es un fenómeno no deseado.
Se evita con el uso de aditivos, adecuada distribución
de áridos, con menor cantidad de cemento y
trabajando con relaciones A/C bajas.
RETRACCIÓN
ÁRIDOS
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
Reducen retracción y costes
ƒ
Influye su capacidad de absorción, humedad y
porosidad.
Mejoran las resistencias mecánicas
Aumentan la resistencia a la abrasión
Son componentes inertes (no reaccionan con el
cemento ni con el agua de amasado)
CLASIFICACIÓN DE LOS ÁRIDOS
Según naturaleza
Calizo
Silíceos
Según origen
Etc.
Rodados
Machaqueo
• Áridos de machaqueo:
• Demandan más agua de amasado (más polvo)
• Confeccionan hormigones más ásperos
• Áridos rodados:
• Confeccionan hormigones más dóciles
• Demandan menos agua de amasado (menos polvo)
GRANULOMETRÍAS
Distribución de tamaños en un árido y en la mezcla total de
todos los áridos.
De la granulometría de los áridos depende la compacidad.
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
A mayor compacidad, mayores resistencias
A mayor compacidad, mayor impermeabilidad
A mayor compacidad, menor cantidad de cemento
Una adecuada granulometría requiere una mínima
demanda de agua
ÁRIDOS
•
•
Evitar los áridos reactivos:
-
en contacto con el agua producen sustancias nocivas.
reaccionan con los álcalis del cemento.
Evitar áridos muy ricos en finos porque
demandan mucho agua de amasado.
ADICIONES Y ADITIVOS
ADICIONES
ADITIVOS
Dosis > 5%
Reaccionan con el agua
Dosis < 5%
Modifican propiedades
- Humo de sílice
- Puzolanas naturales
- Cenizas volantes
- Calizas
- Escorias de alto horno
- Plastificantes/reductores
de agua
- Acción específica
ADITIVOS QUE REDUCEN AGUA
y/o PLASTIFICAN
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ADITIVOS REDUCTORES DE AGUA / PLASTIFICANTES
ADITIVOS POLIFUNCIONALES
ADITIVOS REDUCTORES DE AGUA DE ALTA ACTIVIDAD /
SUPERPLASTIFICANTES CONVENCIONALES
ADITIVOS REDUCTORES DE AGUA DE ÚLTIMA GENERACIÓN /
SUPERPLASTIFICANTES DE ÚLTIMA GENERACIÓN
ADITIVOS DE ACCIÓN ESPECÍFICA
Se emplean para modular propiedades muy puntuales del hormigón:
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ACELERANTES Y RETARDANTES.
IMPERMEABILIZANTES E HIDROFUGANTES.
ANTICONGELANTES.
AIREANTES.
ADITIVOS PARA BOMBEO.
ESPUMANTES.
ADITIVOS PARA HORMIGONAR BAJO EL AGUA.
COHESIONANTES.
REDUCTORES DE RETRACCIÓN.
INHIBIDORES DE CORROSIÓN
…
ADITIVOS PARA HORMIGÓN
Aditivos reductores de agua
Capacidad reductora de agua de los aditivos:
PLASTIFICANTES Reducción de agua hasta 10 - 11%
POLIFUNCIONALES
Reducción de agua hasta 12 - 15%
SUPERPLASTIFICANTES (convencionales)
Reducción de agua hasta 20 - 25%
SUPERPLASTIFICANTES NUEVA GENERACIÓN
Reducción de agua hasta 30 - 40%
Reducción de agua / Capacidad fluidificante
CARACTERIZACIÓN DE LOS ADITIVOS
SEGÚN SUS PROPIEDADES
HORMIGÓN
PREFABRICADO Aditivos superplastificantes
DE ALTAS
de nueva generación
RESISTENCIAS
HORMIGÓN
PREPARADO
DE ALTAS
RESISTENCIAS
HORMIGÓN PREPARADO
HORMIGÓN
Aditivos superplastificantes DE ELEVADA RESISTENCIA O
PREFABRICADO
convencionales
ELEVADA CONSISTENCIA
CONVENCIONAL
Aditivos
polifuncionales
HORMIGÓN
Aditivos
PREPARADO
plastificantes
CONVENCIONAL
Mantenimiento de consistencia / Retraso de fraguado
ADITIVOS PARA HORMIGÓN
Aditivos reductores de agua
Resistencia :< A
Consistencia: > B
+ agua
Resistencia
Resistencia:=
:=AA
Consistencia:
Consistencia:==BB
- agua
Resistencia
Resistencia:>
:>AA
Consistencia:
Consistencia:<<BB
- agua
+ RA
- agua
- cemento
+ RA
Resistencia
Resistencia:>
:>AA
Consistencia:
Consistencia:==BB
Resistencia
Resistencia:=
:=AA
Consistencia:
Consistencia:==BB
+ RA
Resistencia
Resistencia:=
:=AA
Consistencia:
Consistencia:>>BB
HORMIGON PREPARADO EN
PLANTA
Fabricación
en planta
Puesta en
obra
15-30 min
Transporte
a obra
Suministro
del hormigón
30-60 min
HORMIGON PREPARADO EN
PLANTA
Aspectos clave en el hormigón preparado:
Resistencia a 28 días
z Consistencia
z Mantenimiento de consistencia
z Docilidad
z Bombeabilidad
z
Aspectos secundarios:
Resistencia inicial
z Acabado
z
HORMIGON PREPARADO EN
PLANTA
HM-20/B
240
…HA-25/B…HA-25/F….
270
0,75
280
290
0,65
0,60
300
310
0,55
HA-30/B
320
HA-30/F
350
0,5
Plastificantes
Polifuncionales
Polifuncional + superplastificante / Superplastificante
HA-35/B
400
Cemento
Kg/m3
0,4
R A/C
HORMIGÓN PROYECTADO
Hormigón que se aplica por proyección contra un soporte
y que debe permanecer adherido al soporte incluso mientras
esté en estado fresco
„ Construcción de túneles
„ Estabilización de taludes
„ Reparaciones
HORMIGON PROYECTADO
Fabricación
en planta
Proyección
30 - 45 min
Transporte
al túnel
15 - 60 min
HORMIGON PROYECTADO
HORMIGÓN PARA TÚNELES
Fabricación
en planta
30-60 min
Transporte
al túnel
Desmoldeo
8-14 horas
Puesta
en obra
10-20 min
HORMIGÓN PARA TÚNELES
Aspectos clave en el hormigón para túneles:
Resistencia inicial (8-14 horas)
z Acabado
z Consistencia
z Mantenimiento de consistencia
z Bombeabilidad
z
Aspectos secundarios:
Resistencia final
z Docilidad
z
HORMIGÓN PARA TÚNELES
HORMIGÓN DE ALTA RESISTENCIA
Hormigón de resistencia a compresión a 28 días igual
o superior a 50 N/mm2
EHE-08
„ Estructura con secciones más
delgadas (construcciones
esbeltas)
„ Optimización del consumo de
recursos naturales (menor
cantidad de m3 para la misma
función estructural)
„ Mayor tiempo de servicio y
menor mantenimiento (mejor
durabilidad)
HORMIGÓN DE ALTA RESISTENCIA
REQUISITOS DE DISEÑO:
„ Muy baja relación agua/cemento (< 0,35)
„ Elevada cantidad de cemento
„ Elevada fluidez para una cómoda aplicación
Requiere el uso de un aditivo reductor de agua de alta
actividad / superplastificante de nueva generación
de tipo GLENIUM
HORMIGÓN DE ALTA RESISTENCIA
La Sagrada Família de Barcelona
HA-70/F/12/IIIa
Rmedia: 98 N/mm2
Relación A/C: 0,32
Consistencia líquida
HORMIGÓN DE ALTA RESISTENCIA
Cámara acorazada en Bilbao
HA-100/F/12/IIa
Rmedia: 120 N/mm2
Relación A/C: 0,29
Consistencia líquida
HORMIGÓN DE BAJA
PERMEABILIDAD
Hormigón con penetración máxima de agua bajo presión
(ensayo normalizado) inferior a 5 mm
„ Aplicaciones hidráulicas
(depósitos, tubos,
estructuras para la
contención de agua…)
„ Permite reducir espesor
de hormigón
„ Mayor durabilidad
HORMIGÓN DE BAJA
PERMEABILIDAD
REQUISITOS DE DISEÑO:
„ Baja relación agua/cemento (aprox. 0,40)
„ Elevada compacidad de áridos
„ Elevada fluidez para una correcta compactación
durante la aplicación
Requiere el uso de un aditivo de acción específica
impermeabilizante tipo MELCRET HI ó MEYCO MS 685,
así como un aditivo superplastificante GLENIUM para
obtener una baja relación A/C y una consistencia elevada
HORMIGÓN SOMETIDO A BAJAS
TEMPERATURAS
Hormigón que debe soportar la acción de temperaturas
muy bajas así como los ciclos de hielo y deshielo al mismo
tiempo que ejerce su función estructural
„ Construcción de tanques
de almacenamiento de gas
criogénico.
„ Hormigón en zonas de
heladas.
HORMIGÓN SOMETIDO A BAJAS
TEMPERATURAS
REQUISITOS DE DISEÑO:
„ Baja relación agua/cemento (según la demanda
de resistencia y la aplicación)
„ Reducida porosidad y elevada compacidad
„ 4 – 5% de aire ocluido en el hormigón
Requiere el uso de un aditivo de acción específica inclusor
de aire tipo MICRO-AIR, combinado con un aditivo
superplastificante tipo GLENIUM
HORMIGÓN SOMETIDO A BAJAS
TEMPERATURAS
HORMIGÓN BAJO AGUA
Hormigón que se aplica bajo agua y donde se debe evitar
el lavado de la pasta de cemento
„ Mejora la durabilidad
„ Facilita la puesta en obra
„ Reduce las operaciones
de mantenimiento
HORMIGÓN BAJO AGUA:
Requisitos de diseño
REQUISITOS DE DISEÑO:
„ Elevada cohesión
„ Elevada consistencia
„ Elevada cantidad de finos
Requiere el uso de un aditivo de acción específica
cohesionante tipo RHEOMAC,
conjuntamente con un aditivo reductor de
agua superplastificante tipo GLENIUM
HORMIGÓN BAJO AGUA
HORMIGÓN BAJO AGUA
HORMIGÓN ANTICORROSIÓN
Hormigón armado que debe soportar la acción corrosiva
de los cloruros (en ambientes marinos y sales fundentes) al
mismo tiempo que mantiene su función estructural
„ Reduce las operaciones
de mantenimiento
derivadas de la corrosión
de la armadura
„ Garantiza la durabilidad
en ambientes agresivos
debido a la presencia de
cloruros
HORMIGÓN ANTICORROSIÓN
REQUISITOS DE DISEÑO:
„ Baja relación agua/cemento (según la demanda
de resistencia y la aplicación)
„ Reducida porosidad y elevada compacidad
„ Efecto antioxidante
Requiere el uso de un aditivo de acción específica inhibidor
de corrosión tipo RHEOCRETE 222+, combinado con un
aditivo superplastificante tipo GLENIUM
HORMIGÓN-MORTERO LIGERO
HORMIGÓN-MORTERO LIGERO
Hormigón de baja densidad (reducido peso)
„ No sobrecarga la
estructura
„ Para recrecidos y
rellenos
„ Aislante térmico
HORMIGÓN-MORTERO LIGERO
REQUISITOS DE DISEÑO:
„ Elevado contenido de aire ocluido
„ Adecuada selección de áridos (árido aligerado)
Requiere el uso de un aditivo de acción específica
espumante tipo ESPUMANTE SKW-2 ó de ÁRIDOS
DE BAJA DENSIDAD
HORMIGÓN-MORTERO LIGERO
Relación entre
la resistencia
a compresión
y la densidad
HORMIGÓN LIGERO
„ PROPIEADES DE LA ARCILLA EXPANDIDA:
• Densidad entre 300-600 kg/m3.
• Aislamiento térmico: El aire es un buen aislante.
•
•
•
Conductividades de hasta 0,099 W/m2ºk
Aislamiento acústico: La estructura porosa
amortigua las vibraciones disipando la energía
acústica. Ej: con 5 cm de espesor, se consigue
atenuar 25 dB.
Resistente al fuego y no emite gases
contaminantes.
Durabilidad: material inerte e inestable. 100%
reciclable.
HORMIGÓN BLANCO
Hormigón de color blanco confeccionado
con cemento blanco
„ Hormigón visto
„ Elementos decorativos
HORMIGÓN BLANCO
REQUISITOS DE DISEÑO:
„ Requiere cemento blanco y áridos adecuados
„ Limitaciones en la R A/C
„ Control del tiempo abierto
„ Requiere aditivos incoloros
Requiere el uso del aditivo reductor de agua
de alta actividad / superplastificante GLENIUM de baja coloración, a
menudo
combinado con un aditivo de acción específica
retardante tipo BETTORETARD
HORMIGÓN DE BAJA RETRACCIÓN
Hormigón de retracción reducida para minimizar la
fisuración y mejorar la estabilidad dimensional
„ Para rellenos de
precisión
„ Estructuras
postensadas y
pretensadas
„ Pavimentos con valor
estético
HORMIGÓN DE BAJA RETRACCIÓN
REQUISITOS DE DISEÑO:
„ Mínima cantidad de cemento
„ Baja relación A/C
„ Elevada consistencia
„ Imprescindible curado
Requiere el uso de un aditivo de acción específica
reductor de retracción tipo RHEOCURE SFR-2, combinado
con un aditivo reductor de agua de alta actividad /
superplastificante tipo GLENIUM
CONCLUSIONES
„ Existen tipos de hormigones para aplicaciones
especiales que solamente pueden ser producidos
gracias a la acción de un aditivo específico.
„ Prácticamente todos los nuevos hormigones
desarrollados y los que están en fase de
desarrollo o estudio se basan en la aportación de
un nuevo aditivo que confiere nuevas
propiedades al hormigón.
„ En cada Proyecto, las particularidades del diseño
y puesta en obra del hormigón deberán ser
estudiadas y especificadas correctamente.
FIN
Gracias por vuestra atención