Tecnologa del HormignProfesor: Gastn Soto Becar.

Tecnologa del hormignDefinicin El hormign es un material cuya composicin bsica es generalmente una mezcla de agregados ptreos (finos y gruesos) y un aglomerante, que es la pasta de cemento, formada por cemento, agua y/o aditivos, que entre s dan estructura al material.

Clasificacin de los hormigonesSegn su resistencia a compresin

La Norma chilena Nch170of.85 establece una clasificacin del hormign en grado segn sea la resistencia especificada a la ruptura por compresin a los 28 das, medida en probetas cbicas de 20 cm de arista.

Tabla N 1: Compresin

Clasificacin de los hormigonesb. Segn resistencia a flexotraccin

La Norma chilena Nch 170 Of.85 tambin establece una clasificacin del hormign en grados segn su resistencia especificada a la flexotraccin a 28 das y medida en probetas prismticas de 15x15 cm. de seccin y 50 a 60 cm. de longitud.

Tabla N 2: Flexotraccin

Clasificacin de los hormigonesc. Segn presencia de armaduras de Refuerzo

Hormign simple Sin armaduras.Hormign armado Con armaduras.Hormign Precomprimido Armadura principal (tensada) y armadura secundaria.

Clasificacin de los hormigonesd. Segn su densidad aparente

Hormign liviano o ligero: densidad aparente entre 300 y 1800 kg/m3.Hormign corriente: densidad aparente entre 2000 y 2800 kg/m3.Hormign Pesado: densidad aparente entre 3000 y 4500 kg/m3.

Requisitos que debe cumplir el Hormigna.Docilidad: Llamada tambin trabajabilidad; consiste en la aptitud que posee para ser transportado y colocado sin que se agregue, y de ser compactado adecuadamente.

b. Resistencia: Al endurecer debe cumplir los requisitos de resistencia exigidos para soportar la accin de las cargas.

Requisitos que debe cumplir el Hormignc. Durabilidad: Debe permanecer inalterable en el tiempo, soportar la abrasin, la humedad, ambientes qumicamente agresivos, heladas, etc.

d. Economa: Es necesario que el costo del hormign diseado para cumplir con los requisitos anteriores sea de un costo razonable.

Limitaciones del HormignEl hormign tiene:

Baja resistencia a la traccin.

Sufre cambios por efectos trmicos y de humedad.

Impermeabilidad, importante en el hormign armado.

Funciones de los materiales componentesPasta de cementoEs el componente activo del hormign y tiene dos funciones principales:

Llenar los huecos entre partculas del rido, aglomerndolas.En estado fresco la pasta hace las veces de lubricante, desminuyendo el roce entre partculas y brinda cohesin a la mezcla.

Funciones de los materiales componentesridosLos ridos son el componente inerte del hormign y tienen dos funciones principales:

Proveer una masa de partculas apta para resistir la accin de cargas aplicadas, la abrasin, el paso de la humedad y la accin climtica.Reducir los cambios de volumen resultantes de los procesos de fraguado y endurecimiento y de los cambios de humedad de la pasta de cemento.

Caractersticas del Hormign frescoDocilidad: Aptitud que presenta un hormign para ser transportado, colocado y compactado adecuadamente, sin que pierda homogeneidad. ( Nch 171 of75)

Segregacin: Es la separacin de los componentes del hormign ya amasado.

Caractersticas del Hormign frescoExudacin: Consiste en que parte del agua del amasado tiende a subir hacia la superficie del hormign ya colocado y compactado debido a la sedimentacin de los slidos por su mayor peso especifico.

Retraccin Plstica: La evaporacin del agua va produciendo un secado progresivo del hormign desde su superficie hacia el interior, por lo que se produce que las capas superiores tienden a contraerse y las inferiores todava saturadas de humedad se lo impiden.

Caractersticas del Hormign EndurecidoResistenciaLa resistencia del hormign a compresin es el factor que se emplea frecuentemente para definir su calidad. Tambin se puede medir a traccin, flexin y traccin indirecta.

Influencia de los materiales y del mtodo de fabricacinCementoLa calidad del cemento mejora la resistencia del hormign, un cemento grado alta resistencia produce a 28 das un aumento del 20 a 30 % en el valor de la resistencia en relacin al cemento de grado corriente.AguaLa calidad del agua influye en la resistencia al perturbar el fraguado y endurecimiento.

Influencia de los materiales y del mtodo de fabricacinridosLos ridos contaminados o con altos contenidos de cloruros y sulfatos disminuyen la resistencia del hormign.

Mtodo de fabricacin Un tiempo de amasado largo mejora la resistencia, aunque puede producir segregaciones y perdidas de asentamiento. El amasado insuficiente eventualmente produce hormigones no homogneos con resultados deficientes.

Influencia de los materiales y del mtodo de fabricacinInfluencia de la razn Agua/cemento

Razn Agua/Cemento= Peso del agua libre Peso del cemento

A medida que aumenta el agua libre la resistencia del hormign decrece.Al disminuir el agua libre aumenta la resistencia, pero la mezcla se hace mas seca y difcil de compactar.( GRAFICO)

Influencia de los materiales y del mtodo de fabricacinInfluencia de la edad en la resistencia del Hormign

A medida que transcurre el tiempo contado de su confeccin, el hormign va adquiriendo mayor resistencia.

Durabilidad

La durabilidad es la cualidad que poseen los hormigones de soportar las condiciones para las cuales fueron diseados, sin sufrir deterioros durante la vida util prevista.

Influencia de los materiales y del mtodo de fabricacinPermeabilidad

La permeabilidad del hormign es uno de los principales factores que influyen en su durabilidad, ya que determina la posibilidad de acceso al interior de la masa de hormign de agentes agresivos disueltos que pueden ocasionar dao tanto al hormign como a las armaduras.

Influencia de los materiales y del mtodo de fabricacinCorrosin de las armaduras

La corrosin de las armaduras tiene un doble efecto contra la durabilidad del hormign; el primero es precisamente la corrosin de las armaduras, que pueden llegar a disminuir su dimetro, e incluso a hacerlas desaparecer; el segundo efecto se produce debido a que el oxido que se forma genera un aumento de volumen del orden de 2,2 veces el volumen original, dando origen a grietas y rompiendo el recubrimiento del hormign debido a la sobrepresin que produce.La corrosin se evita empleando ridos sanos exentos de cloruros y utilizando razones agua/cemento bajas. Adems la compactacin debe ser muy bien realizada y proveerse un buen recubrimiento de las armaduras.

Influencia de los materiales y del mtodo de fabricacinCiclos de congelacin y deshielo

Cuando el hormign se encuentra a la temperatura de congelacion, el agua contenida en los poros capilares de la pasta y de los ridos se congela, aumentando su volumen en 9%, produciendo una rotura inicialmente pequea y superficial. Con los hielos-deshielos, estas fisuras se llenaran de agua que al congelarse ocupan un creciente mayor volumen, produciendo un efecto acumulativo que ira destruyendo cada vez ms el hormign.Este efecto se evita utilizando ridos poco absorbentes, empleando razones agua/cemento bajas, compactando muy bien el hormign, y sobretodo aire al hormign mediante aditivos. En este caso las burbujas que se forman bloquean los capilares y proporcionan espacios que alivian la expansin del hielo.

Influencia de los materiales y del mtodo de fabricacinErosin

Las principales causas de la perdida de durabilidad por erosin son la abrasin e impactos del trnsito peatonal y vehicular, las corrientes de agua que arrasan materiales abrasivos, y la cavitacion. Para incrementar la resistencia a la erosin debe emplearse hormigones de alta resistencia, con baja razn agua/cemento, muy bien compactados y que contengan ridos duros y el mnimo posible de finos.

Influencia de los materiales y del mtodo de fabricacinAtaques del fuegoEl hormign es un material incombustible. El efecto del calor sobre la resistencia del hormign es mnimo si la temperatura esta por debajo de 300C, pero sobre ese valor se verifica una perdida apreciable de resistencia, que puede llegar al 50% a los 500C.No obstante, en general el hormign posee excelentes propiedades en cuanto a la resistencia al fuego, ya que resiste la penetracin de las llamas y mantiene aisladas a las armaduras metlicas, dada su baja conductividad trmica.Debe darse importancia a la secuencia de hormigonado, tratando de no hormigonar reas adyacentes al mismo tiempo, siguiendo un mtodo de colocacin de fajas alternas, de manera que reas contiguas estn separadas por algunos das.En el hormign armado estas deformaciones y las de origen trmico son absorbidas por las armaduras, y es la razn por la cual se exigen cuantas mnimas.

Influencia de los materiales y del mtodo de fabricacinExpansin

Los hinchamientos son debidos al ataque de sulfatos, reaccin lcali-rido y ala congelacion del agua que ocupa los huecos entre los ridos y la pasta.La corrosin de las armaduras en el hormign armado genera una expansin de estas.

Influencia de los materiales y del mtodo de fabricacinRetraccin Expansin Alternados

Las variaciones trmicas y el contenido de humedad del hormign producen dilaciones y contracciones.Al igual que todos los materiales, el hormign se dilata o contrae segn la variacin de la temperatura a que esta sometido. El valor de su coeficiente de dilatacin trmica esta comprendido entre 8x10 y 12x10.A su vez, las variaciones de humedad en el hormign generan aumentos o disminuciones de volumen conforme se incremente o reduzca el contenido de humedad de la masa del hormign. Obviamente este factor es de mayor relevancia cuando los hormigones son porosos y mala calidad, o bien, si est expuesto a fuertes variaciones de humedad.

Influencia de los materiales y del mtodo de fabricacinCambio de volumen

Los cambios de que afectan al hormign pueden tener diversos orgenes como sedimentacin, retraccin hidrulica, reacciones qumicas expansivas, accin de cargas, variaciones de temperatura y variaciones de humedad.

RetraccinLas variaciones de volumen debidas a la hidratacin del cemento y a las variaciones de humedad se conocen con el nombre de retraccin, y pueden presentarse mientras el hormign esta plstico, ya tambin cuando esta endurecido. En ambos casos se puede producir agrietamiento.

Influencia de los materiales y del mtodo de fabricacinRetraccin del hormign endurecido

La retraccin del hormign despus de fraguado es generalmente mucho mas importante que cuando esta plstico. Los movimientos del hormign endurecido estn restringidos por el suelo de fundacin, por las armaduras de refuerzo y por el hormign adyacente que ya no esta plstico, generndose esfuerzos de traccin que si el hormign no puede soportar, se agrieta.Para controlar la retraccin del hormign endurecido, debe emplearse dosis de agua compatibles con la compactacin y reducidas dosis de cementos compatibles con la resistencia exigida, evitar al mximo la exudacin, e impedir el secado prematuro del hormign, por medio de un curado eficiente. Por otra parte , debe darse gran atencin a los procedimientos de amasado y de colocacin en obras, evitando la vibracin excesiva que podra originar segregacin.Tambin debe controlarse el tamao de los tramos de hormign, incluyendo juntas de contraccin a distancias adecuadas.