El hormigón

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HORMIGÓN
Carlos Oyarzabal Schroeder
Departamento Técnico-Comercial
Cementos Rezola
Indice
• Componentes del hormigón:
–
–
–
–
•
•
•
•
El cemento
El agua
Los áridos
Los aditivos
Fabricación y transporte del hormigón
Puesta en obra
Ensayos sobre hormigón
Métodos de dosificación
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página 2
Indice
• Nomenclatura del hormigón
• Tipos de hormigón
• H. convencional vs. h. de alta resistencia
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Componentes del hormigón. El agua
• Servir de fluido para colocar el hormigón e hidratar los
componentes/constituyentes hidraúlicos del cemento
• Puede ser vehículo de sustancias nocivas para el hormigón
• Control de calidad
–
–
–
–
–
Sustancias solubles totales
Sustancias solubles en eter
Cloruros
Sulfatos
pH
• Ensayos de hormigón variando únicamente el agua de
amasado. R28= 80% agua destilada
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Componentes del hormigón. El agua
•
•
•
•
•
•
pH > 5
Sustancias disueltas <15 g/l
Sulfatos, SO4 ,< 1 g/l
Cloruros, Cl- , <6 g /l
Azucares, 0 g/l
Sustancias orgánicas solubles en eter < 15 g/l
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Componentes del hormigón.
Los áridos
• Son materiales inertes, arenas o gravas, que forman
parte de la composición del hormigón
• Depende de la roca o producto constituyente de los
granos: basalto, porfirios, cuarcitas, silex, caliza,
margas, gres, baritina, magnetita, pirita, escoria
expandida o no, arcillas o esquistos expandidos,
piedra pómez, etc..
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Componentes del hormigón.
Los áridos ligeros
•
•
•
•
•
•
•
•
Arcillas expandidas
Esquistos expandidos
Escorias expandidas
Piedra pómez
Puzolana
Vermiculita
Perlita
...
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Componentes del hormigón.
Los áridos pesados
•
•
•
•
•
•
•
•
Calizas duras
Dolomías
Basalto
Cuarcitas
Areniscas
Granitos
Escorias
...
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Componentes del hormigón.
Los áridos ultrapesados
•
•
•
•
•
Baritina
Magnetita
Virutas de fundición
Chatarras o deshechos de ferralla
...
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Componentes del hormigón.
Los áridos
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página 10
Componentes del hormigón.
Los áridos. Granulometría y husos g.
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página 11
Componentes del hormigón.
Los áridos
• Parámetros físico-químicos
• Parámetros físico-mecánicos
• Granulometría y coeficiente de forma
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página 12
Componentes del hormigón.
Los áridos: parámetros físico-químicos
•
•
•
•
•
Terrones de arcilla
Partículas blandas
Partículas ligeras
Compuestos de azufre
Equivalente de arena
– Azul de metileno. Punto azul
• Reactividad potencial frente
a álcalis
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Componentes del hormigón.
Los áridos: parámetros físico-mecánicos
•
•
•
•
•
•
Friabilidad de arenas. Micro-Deval
Desgaste de Los Ángeles de gravas
Absorción de agua
Estabilidad frente a SO 4Na2 y SO 4Mg
Absorción de agua
Granulometría y coeficiente de forma
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Componentes del hormigón.
Los áridos: husos granulométricos
• Están descritos en la norma UNE 80101
• No son muy respetados
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página 15
Componentes del hormigón.
Los aditivos
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Reductores de agua/fluidificantes
Reductores de agua de alto rango
Aceleradores de fraguado y/o endurecimiento
Retardadores de fraguado
Inhibidores de fraguado
Modificadores del contenido de aire
Hidrófugos
Colorantes
Generadores de expansión
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Componentes del hormigón.
Los aditivos
• Inhibidores de corrosión
• Inhibidores de la hidratación del cemento
• Biocidas
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Componentes del hormigón.
Los aditivos
• No deben considerarse como productos milagrosos que
corrijan defectos de composición o puesta en obra
• Siempre deben de ensayarse los aditivos en el laboratorio,
a dosis diferentes, antes de proceder a su utilización en
obra.
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Componentes del hormigón.
Aditivos: Reductores de agua o fluidificantes
• Aumentan la trabajabilidad para un mismo contenido de
agua de amasado sin producir segregación cuando se
utilizan como fluidificantes
• Disminuyen la cantidad de agua de amasado para una
trabajabilidad dada, cuando se utilizan como reductores de
agua
• Forman parte de estos productos: glucosa, lignosulfonatos,
TEA, cloruro cálcico, etc..
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Comp. del hormigón. Aditivos: Reductores
de agua de alto rango o superfluidicantes
• Aumentan muy significativamente la trabajabilidad para
una relación a/c dada, manteniendo constante la cantidad
de agua, cuando se utilizan como superfluidificantes
• Disminuyen considerablemente la cantidad de agua de
amasado para una trabajabilidad dada, cuando se utilizan
como reductores de agua de alto rango
• También existen los reductores de agua de alto rango y
retardadores que se emplean en climas cálidos
• Ejemplos: Melamina-sulfonados y naftaleno-sulfonados,
éteres poli(carboxílicos)
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Comp. del hormigón. Aditivos: R. de
agua de alto rango o superfluidicantes
a/c
Porosidad
(%vol), 28d
Patrón
0.5
7.5
LS
0.46
6.5
NFS
0.41
5.6
PA
0.33
3.5
Pérdida de cono:
•
Adición en obra previo a su puesta (adición retardada)
• Adiciones sucesivas de pequeñas dosis (ciclos de adición)
• Sobredosificación (riesgo segregación y bajada resistencias
mecánicas
• Combinación con retardadores
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Comp. del hormigón. Aditivos:
Aceleradores fraguado y/o endurecimiento
• Reducen el tiempo de fraguado del cemento
• Aumentan o aceleran el desarrollo de resistencias
mecánicas iniciales
• Ejemplos: cloruro cálcico (¡!), carbonato sódico, formiato
sódico, bromuro cálcico, etc.
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Componentes del hormigón.
Aditivos: Retardadores de fraguado
Retrasan o aumentan el tiempo de fraguado del
cemento
• Ejemplos: sales de lignosulfonatos, sales de
ácidos carboxilicos hidroxilados, polímeros de
glucosa
•
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Componentes del hormigón.
Aditivos: Inhibidores del fraguado
• Impiden el fraguado del cemento
• Por ejemplo, el azúcar en dosis superiores al 1% del peso
del cemento.
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Comp. del hormigón. Aditivos: Modif.
del contenido de aire y otros gases
• Inclusores de aire: ocluyen microburbujas de aire en la
masa del hormigón, separadas y repartidas uniformente
• Generadores de gas: producen un gas que queda en mayor
o menor medida incluido en la masa del hormigón
• Generadores de espuma: producen, por medios mecánicos
una espuma estable formada por burbujas de tamaño
variable que confieren a la masa una estructura alveolar
• Antiespumantes: eliminan el exceso de aire introducido en
la masa
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Componentes del hormigón.
Aditivos: hidrófugos
• Hidrófugos no impermeabilizantes
• Son sales orgánicas de ácidos grasos de 16-18 átomos de
carbono que reducen la hidrofilia de la masa de hormigón
en la que se introducen
• No obstante, la fabricación de un hormigón compacto con
una relación a/c baja es la mejor manera de obtener un
hormigón poco o nada permeable al agua
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Componentes del hormigón.
Colorantes
• Normalmente se utilizan sobre hormigones blancos, se
trata de colorantes inorgánicos,
óxidos metálicos que dosificados
en proporciones de ?5% producen
los efectos deseados.
• Se trata de los óxidos de hierro
(rojo), óxido de hierro (negro),
oxido de cromo (verde), etc..
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Componentes del hormigón.
Aditivos: generadores de expansión
• Son sales que producen expansión ya sea:
– Controlada: compensando la retracción del cemento
– Incontrolada: haciendo expansivo al hormigón o al cemento
(Cementos rompedores)
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Componentes del hormigón.
Aditivos: inhibidores de corrosión
• Son sales inorgánicas que contribuyen a la pasivación de
las armaduras. Modifican el tiempo de fraguado del
hormigón
• Ejemplo: nitrito sódico
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Componentes del hormigón.Aditivo:
inhibidores de la hidratación del cemento
• Congelan temporalmente (hasta la adición de un
activador) la hidratación del cemento hasta 72 horas,
aumentando las prestaciones mecánicas del hormigón
tratado.
• Ideales para el tratamiento de las remesas de hormigón
devueltas y para evitar pegaduras de hormigón en las
hormigoneras.
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Componentes del hormigón.
Aditivos: biocidas
• Impiden la descomposición de las materias primas
orgánicas de los aditivos impidiendo en su interior el
crecimiento de microorganismos
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página 31
Fabricación y transporte del hormigón
•
•
•
•
•
•
Almacenamiento de los materiales
Mezclado
Problemas en el amasado
Transporte
Bombeo
Hormigón preparado
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Fabricación y transporte del hormigón
Almacenamiento de los materiales
• Áridos
– Al aire libre
• humedad. De la arena sobre todo
– Silos/tolvas
• Cemento
– Sacos
– Silos
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Fabricación y transporte del
hormigón. Mezclado
• Mezcladora
– Eje vertical
• Hormigonera
– Eje horizontal o inclinado
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Fabricación y transporte del hormigón.
Mezclado
• Grava, cemento, arena y por último el agua, o bien:
• Grava y parte del agua seguido de cemento, arena y el resto
del agua con el aditivo si lo llevase.
• Para incrementar la resistencia a tracción:
– Mezclado previo de la grava con parte del cemento y el agua,
añadiendo después la arena con el resto del cemento y el agua con el
aditivo si lo llevase.
• Para incrementar la eficacia del aditivo:
– Adición retardada del mismo a la mezcla pasta de cemento/agua
(sólo para LS, MS y NS)
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Fabricación y transporte del hormigón
Problemas en el amasado
• Falso fraguado
– Se producen entre los 0 y 15 minutos
– Provienen de la formación de yeso hemihidrato bien en el molino o en el
silo de fábrica durante almacenamiento a temperaturas superiores a
120ºC.
– Tambien puede producirse con los cementos que tiene carbonatos
alcalinos solubles en agua. El remedio es el mismo al anterior.
– No se produce aumento de temperatura.
Recomendación
– Reamasado prolongado y/o utilización de aditivos superfluidificantes sin
adición de agua.
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Fabricación y transporte del hormigón
Problemas en el amasado
• Fraguado rápido
–
–
–
–
Se produce aumento de temperatura
El reamasado y los aditivos superfluidificantes no solucionan nada
Es necesario vaciar rápidamente la hormigonera.
Las causas son:
• Contenido de yeso bajo
• Contenido de yeso adecuado pero con una baja solubilidad en agua.
Recomendación
• Vigilancia del contenido de yeso de los cementos y su
solubilidad.
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Fabricación y transporte del hormigón
Transporte
•
•
•
•
•
•
Carretillas
Bandas transportadoras
Volquetes
Canaletas
Vagonetas
Hormigoneras
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Fabricación y transporte del hormigón
Transporte
• Bomba
– Curva granulométrica continua
– Buena cohesión, debil exudación
– Asiento cono Abrams > 10 cm.
• Blondin
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Puesta en obra
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Vibración
Segregación
Centrifugado
Juntas de hormigonado
Paramentos
Curado del hormigón
Unión del hormigón
Hormigonado en tiempo frío
Hormigonado en tiempo caluroso
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página 40
Puesta en obra
• Hormigonado bajo el agua
• Hormigonado en el mar
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página 41
Puesta en obra: vibración
• Vibración del encofrado
• Vibración en el interior del encofrado
– Agujas vibrantes
• Vibración superficial
– Llanas, reglas vibrantes
Nota: No abusar de la vibración en particular cuando se trata
de hormigones blandos
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página 42
Puesta en obra: segregación
• Es un fenómeno unido a la heterogeneidad del
hormigón cuando se encuentra sometido a
diferentes manipulaciones:
– Mezclado
– Transporte
– Caída en los encofrados
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página 43
Puesta en obra: exudación/segregación
Definiciones
• Exudación
– Forma particular de segregación, agua tiende a migrar a
la superficie
– Capa delgada, débil y porosa sin resistencias y
deficiente durabilidad
– Si Vevap>Vmig se generarán fisuras de retracción plástica
por afogarado
– Efecto positivo(<a/c) induciendo efecto negativo (menor
durabilidad)
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página 44
Puesta en obra: exudación/segregación
Definiciones
• Segregación
– “Separación/decantación de los constituyentes del
hormigón en función de su tamaño y densidad”
– Genera coqueras y exceso de mortero. Superficies mal
acabadas. Repercusiones en la durabilidad y en
resistencias mecánicas
– Propensión en mezclas poco dóciles o ásperas, muy
fluídas o secas, o con gran cantidad de arena
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página 45
Puesta en obra: exudación/segregación
• Segregación (solución)
– Granulometría bien estudiada (para largas distancias o
grandes alturas)
– Incorporación de aditivo aireante
– Empleo de cenizas volantes
– Evitar vibrado muy prolongados (retracción plástica)
– Empleo de áridos gruesos y finos de distinta densidad.
(Segregación negativa
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Puesta en obra: exudación/segregación
• Exudación (solución)
– Disminuye con mayor finura del cemento
– Empleo de cementos ricos en aluminato tricálcico
– Empleo de cenizas volantes
– Dosificación de cemento
– Empleo de aditivos aireantes
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Puesta en obra: centrifugado
• Es una técnica muy empleada en la construcción de
tubos y otras piezas prefabricadas de revolución
como postes
• Proporciona un hormigón muy compacto
• Produce hormigones heterogéneos debido a la
clasificación de tamaños de partículas por densidad
que produce el proceso
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página 48
Puesta en obra: Juntas de hormigonado
• Se producen cuando una pieza no puede ser
hormigonada de una sola vez.
– Deben de ser superficies rugosas
– Antes del hormigonado debe de procederse a humedecer
el hormigón y después proceder al soplado con aire
comprimido.
– En las primeras amasadas de estas juntas pueden tener un
mayor contenido de arena, sobre todo si el hormigón
tiene una proporción piedra/arena > 2.
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página 49
Puesta en obra: paramentos
• Si se trata de un hormigón visto el aspecto del paramento
permanecerá expuesto durante años.
• Las posibilidades en materia de paramentos son infinitas
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página 50
Puesta en obra: paramentos
• Factores diversos
– Calidad, color y dosificación, utilización de pigmentos o
colorantes
– Naturaleza, tamaño y color de los áridos
– Procedimiento de puesta en obra: hormigonado en el
sitio, placa prefabricadas, tratamiento de superficie
– Diversidad de consistencias del hormigón, sobre todo
con la utilización de cemento blanco
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página 51
Puesta en obra: aspectos de los
paramentos
Existen múltiples posibilidades
•
•
•
•
Hormigón visto
Hormigón lavado
Hormigón tratado con chorro de arena
Hormigón abujardado
Es importante que:
– La estanqueidad del encofrado sea buena
– Granulometría, consistencia y plasticidad constantes y
adecuadas
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página 52
Puesta en obra: curado del hormigón
Desde el inicio de fraguado o después del desencofrado
el hormigón debe ser protegido de la desecación. Puede
hacerse por:
– Arena húmeda
– Riego de agua
• No debe realizarse en época de heladas
– Productos de curado. Agentes filmógenos base disolvente
o agua
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página 53
Puesta en obra: unión del hormigón
• Unión entre dos partes de hormigón endurecido
• Unión entre hormigón endurecido y hormigón fresco
Para ambos casos se utilizan:
–
–
–
–
Resinas epoxi
Poliésteres
Silicatos
Lechadas de cemento con emulsiones poliméricas
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página 54
Puesta en obra:
hormigonado en tiempo frío
Temperatura ambiente
5 ºC
¡PELIGRO!
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página 55
Puesta en obra:
hormigonado en tiempo frío
% resistencia 28 días
100
5ºC
60
20 ºC
20
7
28
Edad en días
90
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resistencia compresión MPa
Puesta en obra:
hormigonado en tiempo frío
21
20 ºC
14
0ºC
7
-5 ºC
3
7
Edad en días
28
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página 57
Puesta en obra:
efectos del hormigonado en tiempo frío
• Resistencias mecánicas iniciales más bajas
• Si el hormigón se ha congelado antes de endurecer la
durabilidad disminuye en la misma medida que su resistencia
mecánica
• La congelación de bordes y esquinas de hormigón que han
endurecido pero que están saturadas de agua produce la
ausencia de resistencia mecánica
• Aparición de fisuras debido a cambios bruscos de
temperatura por su acción sobre el hormigón antes de que
éste tenga suficiente resistencia mecánica
• Cuidado con la utilización de Cl2Ca
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página 58
Puesta en obra:
precauciones hormigonado en tiempo frío
• Utilízación de calentadores y arpilleras y demás materiales
protectores
• Utilización de cementos Portland puros, CEM I 52,5 R
• Mínimo retraso en el manejo del hormigón
• Calentar el agua y los áridos
• Utilícense cuidadosamente los aditivos para hormigón
• Utilícense aditivos inclusores de aire
• Apartar la nieve, el hielo y la escarcha de todas las
superficies que vayan a estar en contacto con el hormigón
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página 59
Puesta en obra:
precauciones hormigonado en tiempo frío
• Protéjase el hormigón de la desecación hasta que termine el
curado
• Calentar mejor con vapor y ventiladores que con estufas
• Manténgase la temperatura del hormigón a 12, 10 y 5 ºC en
las secciones delgadas, medias o grandes, durante 3 días. Si
CEM I 52,5 R ó hay acelerantes durante 2 días
• Manténgase la temperatura del hormigón a 5º C durante al
menos 4 días más
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página 60
Puesta en obra:
hormigonado en tiempo caluroso
Temperatura ambiente
30 ºC
¡PELIGRO!
25 ºC
¡CIUDADO!
Humedad relativa
25
¡PELIGRO!
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página 61
Puesta en obra:
efectos del hormigonado en tiempo caluroso
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Aumento de la demanda de agua para una consistencia dada
Dificultad de control del aire ocluido
Rápida evaporación del agua de mezclado
Pérdida rápida de asentamiento
Aceleración del fraguado
Dificultades de manejo acabado y curado
Mayor variación dimensional del hormigón endurecido
Aumento de la retracción plástica
Aumento de la tendencia a fisurarse
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página 62
Puesta en obra:
efectos del hormigonado en tiempo caluroso
•
•
•
•
•
Reducción de la durabilidad
Reducción de la resistencia
Variaciones de la apariencia del hormigón
Disminución de la unión armaduras-hormigón
Aumento de la permeabilidad del hormigón. Aumento de
corrosión
• Posibles juntas frías
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página 63
Puesta en obra:
precauciones del horm. en tiempo caluroso
• Humedecer los áridos gruesos en los acopios
• Utilización de áridos refrigerados
• Uso de hielo picado como agua de amasado hasta 50 % del
mismo
• Uso de aditivos fluidificantes retardadores
• No utilizar aceleradores de fraguado
• Píntar las cubas-hormigoneras de color claro o blanco
• Evítese el mezclar en demasía en las esperas antes de la
descarga
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página 64
Puesta en obra:
precauciones del hormig. en tiempo caluroso
• Trabajar de noche
• Cubrir y aislar las tuberías de conducción y los depósitos de
agua
• Investigar la posibilidad de falso fraguado en el cemento
• Comenzar a curar tan pronto como sea posible
• Proteger el hormigón de la luz solar y de la desecación.
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página 65
Puesta en obra:
hormigonado bajo el agua
•
•
•
•
Tiene una compacidad acrecentada
Hay que evitar el deslavado del hormigón
Se hormigona de abajo a arriba rellenando el cajón
O por inyección de un mortero sobre un lecho de árido
grueso
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página 66
Puesta en obra: hormigonado en el mar
Hay que considerar dos aspectos:
• La acción dinámica de la olas degenerando a veces en
tempestad
• La acción corrosiva de la salinidad de las aguas sobre las
armaduras
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página 67
Ensayos sobre el hormigón
Los principales son:
• Ensayos previos en laboratorio, en planta y
ensayos de control. Determinación de resistencias
mecánicas
• Determinación de la consistencia
• Ensayos de inspección
– Testigos
– Esclerómetro
– Ultrasonidos
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página 68
Ensayos sobre el hormigón: ensayos
mecánicos
Ensayo a compresión:
• Moldes: Probeta de ?=150 y a=300
• Fabricación de probetas: UNE 83.300 y 83.301
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página 69
Ensayos sobre el hormigón: ensayos
mecánicos
• Refrentado
– Refrentado convencional con azufre o mortero de azufre (se
cuestiona su validez para HAR)
Refrentado con azufre
– Refrentado por rectificado con discos de corte de diamante.
Grandes exigencias de paralelismo, perpendicularidad y planeidad
Refrentado con disco de diamante
(ASTM-D2938-79)
• Cortadora petrográfica (imprecisiones por alabeo y ángulos de ataque)
Podría complementarse con un sistema de pulido preciso
– Para HAR:
• Método de los discos de neopreno: laborioso, arriesgado y caro
• Método de la caja de arena “sand-box” del LCPC: laborioso y caro
• Enlucido convencional zunchado con anillos de acero (Univ. de
Lakehead)
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página 70
Ensayos sobre el hormigón:
Refrentado con azufre
Si la fusión se realiza a temperatura controlada es válido hasta 80 MPa
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página 71
Ensayos sobre el hormigón: ensayos
mecánicos
• Refrentado
– Refrentado convencional con azufre o mortero de azufre (se
cuestiona su validez para HAR)
Refrentado con azufre
– Refrentado por rectificado con discos de corte de diamante.
Grandes exigencias de paralelismo, perpendicularidad y planeidad
Refrentado con disco de diamante
(ASTM-D2938-79)
• Cortadora petrográfica (imprecisiones por alabeo y ángulos de ataque)
Podría complementarse con un sistema de pulido preciso
– Para HAR:
• Método de los discos de neopreno: laborioso, arriesgado y caro
• Método de la caja de arena “sand-box” del LCPC: laborioso y caro
• Enlucido convencional zunchado con anillos de acero (Univ. de
Lakehead)
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página 72
Ensayos sobre el hormigón:
Refrentado con disco de diamante
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página 73
Ensayos sobre el hormigón: ensayos
mecánicos
• Refrentado
– Refrentado convencional con azufre o mortero de azufre (se
cuestiona su validez para HAR)
Refrentado con azufre
– Refrentado por rectificado con discos de corte de diamante.
Grandes exigencias de paralelismo, perpendicularidad y planeidad
Refrentado con disco de diamante
(ASTM-D2938-79)
• Cortadora petrográfica (imprecisiones por alabeo y ángulos de ataque)
Podría complementarse con un sistema de pulido preciso
– Para HAR:
• Método de los discos de neopreno: laborioso, arriesgado y caro
• Método de la caja de arena “sand-box” del LCPC: laborioso y caro
• Enlucido convencional zunchado con anillos de acero (Univ. de
Lakehead)
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página 74
Ensayos sobre el hormigón: sistema de
curado
Influencia del curado en la resistencia mecánica
550
Resistencia
con tela
500
450
Resistencia
con bolsa
R28d (MPa)
400
350
15 per.
media móvil
(Resistencia
con tela)
15 per.
media móvil
(Resistencia
con bolsa)
300
250
200
150
0
200
400
600
800
nº de ensayo
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página 75
Ensayos sobre el hormigón: cono de
Abrams
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página 76
Ensayos sobre el hormigón: ensayos
mecánicos
• Formas de rotura de las probetas:
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página 77
Métodos de dosificación de
hormigones
Los más utilizados son:
•
•
•
•
•
•
Método de Fuller
Método de Bolomey
Método de Faury
Método de Dreux-Gorisse
Método de La Peña (*)
Método de ACI (*)
(*) Métodos definidos por sus resistencias mecánicas
NOTA: Una dosificación debe de modificarse cuando cambie en 0,2 el módulo de
finura de algún árido
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Nomenclatura del hormigón
T
- f’c
/
C
/
TM
DC
T : HM = H. masa
HA = H. armado
HP = H. pretensado
/
Tipo de ambiente
Cl.gral exp.+Cl. esp. exp.
f’c : resistencia característica en MPa
20, 25, 30, 35, 40, 45, 50
DC : dosificación de cemento en Kg/M3
C : Consistencia TM : Tamaño máximo de árido, en mm
Seca
Plástica
Cl. gral. exposición : I, IIa, IIb, IIIa, IIIb, IIIc, IV
Blanda
Fluida
Cl. esp. exposición : Qa+Qb+Qc+H+F+E
EJEMPLO:
HA - 30 / B / 20 / IIIa+Qb
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HM - 250 / P / 25 / IIa
Tipos de hormigón
• Hormigones:
– Convencionales en masa o armado
(HM, HA)
– Altas resistencias finales
o iniciales (HAR, HARI)
– De altas prestaciones (HAP)
• HPAP (h. poroso de altas prestaciones)
• HAC (h. autocompactable)
– Otros y Especiales
• Refractario, ligero...
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Tipos de hormigón
• Otros hormigones especiales
– Contenidos altos de adición, de regulador de fraguado,
de poros (celulares, espumados...)
– Hormigones ligeros y pesados
– Hormigones cavernosos
– Con fibras
– Refractarios, proyectados...
– Con polímeros (PPCC, PIC o PC)
– Pigmentados, con laterita, etc...
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Hormigones convencionales vs.
hormigones de alta resistencia
• Hormigones convencionales
– Hormigones de Rc a 28 días de 25-35 Mpa,
– No requieren un excesivo nivel tecnológico o de control
– Actualmente con limitaciones en a/c y contenido en
cemento para cumplir requisitos de durabilidad (EHE)
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Hormigones convencionales vs.
hormigones de alta resistencia
• Hormigones de altas resistencias
– Hormigones de Rc a 28 días ? 50 Mpa (factor de
referencia)
– Hormigones de muy alta resistencia
HMAR, fck> 70MPa (h. resistentes)
– Superhormigones SPH, fck>100 Mpa
(h. ultrarresistentes). Entre ellos:
• Hormigón de polvo reactivo (Bouygues)
• Hormigón especial industrial (Bureau Cadoret Consulting.)
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Hormigones convencionales vs.
hormigones de alta resistencia
• Hormigones de altas resistencias
– Requieren determinado nivel
tecnológico y un control de calidad
elevado
– Comportamiento mecánico
diferente al de los convencionales
– EHE. El anejo 11 recoge una serie de
recomendaciones
Torres Petronas - Kuala Lumpur (Malasia)
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Hormigones convencionales vs.
hormigones de alta resistencia
• Hormigón de altas prestaciones
– “High performance Concrete (HPC) o “Beton hautes
performances (BHP)”
– Los HAP engloban, entre otros, a los HAR (para algunos
autores ambos conceptos son equivalentes) e implican;
•
•
•
•
•
•
Resistencias mecánicas : fck> 50 Mpa
Factor de referencia: Resistencia a la tracción directa.
Durabilidad
Permeabilidad: Kp< 10-14 m/seg
Estabilidad de volumen
A/c < 0,45
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Hormigones convencionales vs.
hormigones de alta resistencia
– Para otros;
• Se producen HAP sin ser HAR
– Hormigones con MS de Rc media con durabilidad
mejorada
– Rc de 25 a 30 MPa pero autocompactables
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Hormigón convencional vs. Hormigón
de alta resistencia
•
Importancia de los componentes
-
Hormigón convencional
•
-
Resistencia pasta de mortero menor que áridos sanos. Rotura
por agotamiento de la capacidad de la pasta (propagación de
superficies de rotura circunvalando al árido).
Hormigón alta resistencia
-
Altas dosificaciones de cemento y baja relación a/c generan
un fuerte incremento de capacidad resistente de la pasta de
mortero. Rotura por agotamiento del árido (factor
determinante en HAR). Mayor importancia en este aspecto en
el árido grueso que el fino (Rc y Ec)
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Hormigón convencional vs. Hormigón
de alta resistencia
Efecto tamaño máximo del árido en Rc y Ec
Relación entre tensiones
Dmáx 10mm/D máx 20mm
1,2
Rc
Ec
1,15
1,1
1,05
1
0,95
2
7
28
56
91
Edad (días)
Referencia: Aitcin
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Hormigón convencional vs. Hormigón
de alta resistencia
Ambos tienen propiedades comunes con algunas salvedades:
• Resistencias mecánicas
– Diferente diagrama tensión-deformación (a compresión)
• Evolución lineal hasta
tensión máxima
• Deformación para tensión
máxima algo superior
• Mayor módulo de elasticidad
(no como indica la EH-91)
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Hormigón convencional vs. Hormigón
de alta resistencia
– Mayor resistencia a la flexión que el hormigón
convencional, pero superior a la prevista
– Retracción similar hasta 75 Mpa de Rc. Mayores
retracciones a mayores resistencias
– 50-75% de coeficiente de fluencia del HAR en relación
al convencional
– Mayor exotermía en la hidratación
• Durabilidad
– Mayor compacidad conlleva mejor comportamiento en
términos de:
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Hormigón convencional vs. Hormigón
de alta resistencia
– Menor permeabilidad del agua y de los cloruros que el
hormigón convencional
– Resistencia hielo-deshielo al menos equivalente. No
está demostrada la necesidad de aireantes en los HAR.
– La adición de MS entre el 10 y el 20% (w/wc) confiere
igual o mayor resistencia química que hormigón
convencional con cementos SR
– La MS reduce el PH, pero no parece ser suficiente para
afectar negativamente a la pasividad del acero. Mayor
compacidad implica mayor protección.
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Hormigón convencional vs. Hormigón
de alta resistencia
– La MS reduce el riesgo de reacción árido-álcali en
función de su proporción
– La resistencia a la abrasión aumenta con la Rc. Función
también del árido empleado.
• Análisis estructural
– Métodos de cálculo de elementos a flexión en
hormigones convencionales son utilizables en HAR con
matizaciones.
– Ductilidad. Siendo el HAR más elástico y más frágil la
ductilidad en las secciones es importante.
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Hormigón convencional vs. Hormigón
de alta resistencia
– En elementos a flexión, la ductilidad está claramente
influenciada por la armadura existente. Deben
emplearse armaduras de compresión y cercos
suficientes cuando se requiera una ductilidad
importante. Los HAR rompen con carácter explosivo.
– Parece tener un peor comportamiento a la fatiga a
compresión y mejor a tracción
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Hormigones convencionales vs.
hormigones de alta resistencia
Ventajas del HAR
– Sensible ahorro de material en columnas o soportes o mayor carga
portante a igualdad de tamaño
– En vigas permite elementos más esbeltos y de mayor longitud.
Permite la reducción del peso propio
– Menor creep (fluencia). Menores pérdidas de pretensado.
– Mayor resistencia a acciones ambientales físicas y químicas
– Mejores acabados
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Hormigón convencional vs. Hormigón
de alta resistencia
Ventajas del HAR (continuación)
– Economía de volumen de hormigón, espacio
construído, de transporte, reducción de elementos:
• Reducción de sección en tableros y pilas (consiguiente disminución
del peso propio)
• Menores secciones y volúmenes en edificación (mayor superficie
disponible, p.ej.; aparcamientos, o mayor número de plantas para la
misma altura)
• El proyectos con problemas de estabilidad o flechas
• Mayor durabilidad en ambientes extremos (p.ej.;Noruega)
Análisis de costes
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Análisis de costes
H-250
Con
pantallas
H-250
Sin
pantallas
H-600
con
pantallas
H-600
sin
pantallas
H-800
con
pantallas
H-800
sin
pantalla
s
Volumen de
hormigón
considerado (m3 )
20753
27485
8103
18320
6036
16016
Superficie en planta
del total de pilares de
la edificación
6485
8589
2532
5725
1886
5005
Coste total de los
pilares de la
estructura, MM de
pts.
430
586
286
577
275
650
Incremento de
superficie utilizable
en la edificación
estudiada, m2
-
-
3953
2864
4599
3584
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Hormigón convencional vs. Hormigón
de alta resistencia
Inconvenientes
– Riguroso control del material y su puesta en obra
– Normativas actuales aún insuficientes. Las que hay
están basadas en propuestas empíricas para resistencias
mecánicas inferiores.
– Precio sensiblemente superior (materiales, contenidos,
control de calidad...)
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El hormigón: un material con futuro
Gracias por vuestra atención
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