Trozo de hormigón de un acueducto romano.
Etimología
El término hormigón procede de formicō, palabra latina que alude a la cualidad "moldeable" o de dar "forma". El término concreto también es originario del latín: concretus, que significa "crecer unidos" o "unir". Su uso en español se transmite por vía de la cultura anglosajona, como anglicismo, siendo la voz inglesa concrete.
El hormigón, también denominado concreto en algunos países, resulta de la mezcla de uno o más conglomerantes (generalmente cemento) con áridos (grava, gravilla y arena), agua y, eventualmente, aditivos y adiciones. El cemento se hidrata en contacto con el agua, iniciándose complejas reacciones químicas que derivan en el fraguado y endurecimiento de la mezcla, obteniéndose al final del proceso un material con consistencia pétrea.
La principal característica estructural del hormigón es que resiste muy bien los esfuerzos de compresión. No tiene buen comportamiento a tracción, siendo ésta unas diez veces menor que su resistencia a compresión, por este motivo es habitual usarlo asociado con el acero, recibiendo el nombre de hormigón armado, comportándose el conjunto muy favorablemente tanto a los esfuerzos de compresión como a los de tracción. Cuando se proyecta un elemento de hormigón armado se establecen las dimensiones, el tipo de hormigón y la cantidad y calidad del acero que hay que colocar en función los esfuerzos que deberá resistir.
Pavimento de hormigón pulido, o terrazo, que permite
apreciar las partículas de grava.
Características físicas
Densidad: en torno a 2350 kg/m3
Resistencia a la compresión: de 150 a 500 kg/cm2 (15 a 50 MPa) para el hormigón ordinario. Existen hormigones especiales de hasta 2000 kg/cm2 (200 MPa).
Resistencia a la tracción: proporcionalmente baja, generalmente despreciable en el calculo global, del orden de un décimo de la resistencia a la compresión.
Tiempo de fraguado: dos horas, aproximadamente, en función de la temperatura y la humedad del ambiente exterior.
Tiempo de endurecimiento: progresivo, en función de la temperatura, humedad y otros parámetros.
· De 24 a48 horas la mitad de la resistencia máxima, en una semana 3/4 partes y en 4 semanas prácticamente la resistencia total.
· Hay que resaltar que el hormigón se dilata y contrae en magnitudes semejantes al acero, pues tienen parecido coeficiente de dilatación, por lo que resulta muy útil su uso simultáneo en la construcción, además el hormigón, recubriéndolo, protege al acero de la oxidación.
Puesta en obra u hormigonado
Antes de su fraguado el hormigón tiene una consistencia plástica, o fluida, y se adapta a la forma del recipiente que lo contiene. Para su puesta en obra se utilizan moldes, denominados encofrados, los cuales se retiran posteriormente, generalmente; si permanecen, formando parte del conjunto, se denominan "encofrados perdidos".
Camión utilizado para el trasporte a obra de hormigón fresco.
Tipos de hormigón
o Hormigón pretensado
Esquema de esfuerzos.
Esquema de la sección transversal de una viga
donde se aprecia la armadura pasiva (color azul)
y la armadura de pretensazo(color rojo).
Se dnomina hormigón pretensado a un hormigón al que, antes de la puesta en servicio, se le introducen refuerzos mediante cables o alambres de acero. El esfuerzo de pretensado se puede transmitir al hormigón de dos formas: mediante armaduras pretensas (generalmente alambres), método utilizado mayoritariamente en elementos prefabricados; o mediante armaduras postensas (generalmente torones, grupos de cables), método utilizado mayoritariamente en piezas hormigonadas in situ. Generalmente el preesfuerzo se induce por medio de cables de acero de alta resistencia, que se tensan y a continuación se anclan. Los torones deben ser capaces de precomprimir el hormigón mediante la adherencia de los mismos con el hormigón, como ocurre en el hormigón pretensado. También se pueden dejar intencionadamente conductos con un perfil predeterminado dentro del elemento para luego pasar cables de acero por los mismos, y posteriormente aplicarles la fuerza de pretensado mediante gatos hidráulicos. Por último, se deben anclar los torones en los extremos. Este procedimiento se conoce como hormigón postensado. Normalmente al aplicar esta técnica, se emplea hormigón y acero de altas resistencias para resistir los enormes esfuerzos inducidos.
El principio es el mismo que el aplicado en el hormigón postensado. Se trata de lograr que las tracciones que producirían las cargas de servicio se reduzcan a una disminución de la compresión ya existente en el material, pero se diferencia de aquel en que los cables o alambres son tensados antes del vertido del hormigón fresco.
Por esta razón es un método constructivo que suele reservarse a piezas prefabricadas en instalaciones industriales, tales como columnas, vigas, viguetas, pequeñas losas, etcétera.
Ventajas del hormigón pretensado
La resistencia a la tracción del hormigón convencional es muy inferior a su resistencia a la compresión, del orden de 10 veces menor. Teniendo esto presente, es fácil notar que si deseamos emplear el hormigón en elementos, que bajo cargas de servicio, deban resistir tracciones, es necesario encontrar una forma de suplir esta falta de resistencia a la tracción.
Normalmente la escasa resistencia a la tracción se suple colocando acero de refuerzo en las zonas de los elementos estructurales donde pueden aparecer tracciones. Esto es lo que se conoce como hormigón armado convencional. Esta forma de proporcionar resistencia a la tracción puede garantizar una resistencia adecuada al elemento, pero presenta el inconveniente de no impedir el agrietamiento del hormigón para ciertos niveles de carga.
Historia y evolución
El principio básico del pretensado fue aplicado a la construcción quizás hace siglos, cuando se ataban cintas o bandas metálicas alrededor de duelas de madera para formar los barriles. Cuando se apretaban los cinchos, estaban bajo una fuerza que creaba un esfuerzo de compresión entre las duelas y las habilitaban para resistir la tensión en arco, producida por la presión interna del líquido contenido.
Aunque a través del tiempo se han hecho diversos intentos para disminuir el agrietamiento del hormigón bajo tracción, la contribución más importantes a su solución suelen atribuirse al ingeniero francés Eugène Freyssinet, quien convirtió en realidad práctica la idea de pretensar los elementos de hormigón. Según Freyssinet, pretensar un elemento estructural consiste en crear en él, mediante algún procedimiento específico, antes o al mismo tiempo que la aplicación de las cargas externas, esfuerzos de tal magnitud que al combinarse con los resultantes de dichas fuerzas externas, anulen los esfuerzos de tensión o los disminuyan, manteniéndolos bajo las tensiones admisibles que puede resistir el material.
Tubos para cables en el encofrado
1886: En este año es aplicado el principio anterior al hormigón cuando P. H. Jackson, un ingeniero de San Francisco, California, obtuvo las patentes para atar varillas de acero en piedras artificiales y en arcos de hormigón que servían como losas de pisos.
1788: Hacia este año, C. E. W. Dohering, de Alemania, aseguró una patente para hormigón reforzado con metal que tenía aplicado un esfuerzo de tensión antes de que fuera cargada la losa.
1908: C. R. Steiner, de los Estados Unidos, sugirió la posibilidad de reajustar las barras de refuerzo después de que hubiera tenido lugar cierta contracción y fluencia del hormigón, con el objeto de recuperar algunas de las pérdidas.
1925: R. E. Dill, de Nebraska, ensayó barras de acero de alta resistencia cubiertas para evitar la adherencia con el hormigón. Después de colocar el hormigón, se tensaban las varillas y se anclaban al hormigón por medio de tuercas en cada extremo.
1928: Se inicia el desarrollo moderno del hormigón pretensado en la persona de Eugène Freyssinet, de Francia, quien empezó usando alambres de acero de alta resistencia para el pretensado. Tales alambres contaban con una resistencia a la ruptura tan elevada como 18,000 kg/cm², y un límite elástico de más de 12,600 kg/cm².
1939: Freyssinet produjo cuñas cónicas para los anclajes de los extremos y diseñó gatos de doble acción, los cuales tensaban los alambres y después presionaban los conos machos dentro de los conos hembra para anclarlos a las placas de anclaje. Este método consiste en estirar los alambres entre dos pilares situados a varias decenas de metros, poniendo obturadores entre las unidades, colocando el hormigón y cortando los alambres después de que el hormigón adquiera una resistencia de diseño específica.
1945: La escasez de acero en Europa durante la Segunda Guerra Mundial le dio ímpetu al desarrollo del hormigón pretensado, puesto que se necesitaba mucho menos acero para este tipo de construcción con respecto a las convencionales en hormigón armado.
Si bien Francia y Bélgica encabezaron el desarrollo del hormigón pretensado, Inglaterra, Alemania, Suiza, Holanda, Rusia e Italia rápidamente lo continuaron. Cerca del 80% de todos los puentes que se construyen en Alemania son de hormigón pretensado.
En 1945 Pacadar prefabrica la primera viga pretensada en España.
1949: Se empieza a trabajar en Estados Unidos con el pretensado lineal al llevarse a cabo la construcción del afamado puente Filadelfia Walnut Lane Bridge. La Bureau of Public Roads (Oficina de caminos públicos), ha investigado y mostrado que durante los años 1957-1960 se autorizaron para la construcción 2052 puentes de hormigón pretensado, totalizando una longitud de 68 mi, con un costo total de 290 millones de dólares.
1951: Se construye el primer puente pretensado en México. Siendo la ciudad de Monterrey la madrina de tal acontecimiento, al llevarse a cabo la construcción del puente "Zaragoza" que cuenta con 5 tramos de 34 m cada uno y cuya finalidad es la de proporcionar circulación a través del río Santa Catarina.
1952: Hay una reunión en Cambridge, en la cual se crea una sociedad internacional bajo el nombre de Fédération Internationale de la Précontrainte (FIP). El objetivo principal de este grupo de ingenieros visionarios era diseminar el mensaje e iluminar al mundo acerca del concepto relativamente desconocido de la construcción con hormigón pretensado, lo cual se llevaría a cabo alentando la integración de grupos nacionales en todos los países que tuviesen particular interés en el asunto y facilitando un foro internacional para el intercambio de información.
1958: Se construye el puente Tuxpan (carretera México - Tuxpan) con una longitud total de 425 m. Estructura principal de tres luces de 92 m de hormigón pretensado, construidos con el procedimiento de doble voladizo (primer puente de este tipo en América Latina).
1962: Se construye el puente Coatzacoalcos con una longitud total de 996 m. Tramos de vigas pretensadas de 32 m y un tramo de armadura metálica levadizo de 66 m de luz y un tramo de armadura metálica levadizo de 66 m de luz, apoyados en pilas de hormigón armado.
o Hormigón postens
adoPlaca de anclaje de los cables
de postensado en un puente.
Placa de anclaje, trompeta y
espiral antes de su montaje.
Se denomina hormigón postensado (hormigón pretensado con armaduras postensas) a un hormigón en el cual, después del llenado y el endurecimiento, se introducen esfuerzos de compresión mediante una armadura especial montada dentro de vainas adecuadas.
Una vez tensados los cables que conforman la armadura de postensado, se anclan a la estructura mediante piezas especiales, cuyo diseño suele estar patentado, y se rellenan las vainas con un mortero que asegura la protección del acero y la adherencia al resto de la estructura.
Al igual que en el hormigón pretensado, la ventaja del postensado consiste en comprimir el hormigón antes de su puesta en servicio, de modo que las tracciones que aparecen al flectar la pieza se traducen en una pérdida de la compresión previa, evitando en mayor o menor medida que el hormigón trabaje a tracción, esfuerzo para el que no es un material adecuado.
o Aireado o celular
Se obtiene incorporando a la mezcla aire u otros gases derivados de reacciones químicas, resultando un hormigón de densidad < name="Trasl.C3.BAcido">0
o Traslúcido
Existe un hormigón traslúcido, obtenido por mezcla con plástico o fibra de vidrio. Un modelo a pequeña escala de una capilla con paredes de hormigón traslúcido ha sido desarrollado por Will Wittig. Algunas de sus propiedades son:
Conducen electricidad, además de ser más resistentes y ligeros que los cementos convencionales.
El hormigón (concreto) translúcido tiene un peso volumétrico máximo de 2.100 kg/m3 y el gris de 1.950 kg/m3, cifras menores a los 2.500 kg/m3, que es el peso de los cementos comerciales.
Permitirá, en el futuro, la construcción de edificios con muros y techos por los cuales puede penetrar la luz.
o Microhormigón
Es un hormigón de altas prestaciones en los cuales las partículas del árido no superan los 10 mm. Se utiliza para la fabricación de tejas de hormigón y otros materiales.
Adquieren 90 por ciento de su resistencia final en menos de siete días, lo cual permitiría un ahorro significativo en la industria de la construcción, pues el tiempo para levantar una edificación disminuiría casi el 60 por ciento.
o Permeable
Es un hormigón que utiliza áridos de gran tamaño, lo cual permite que una vez colocado queden huecos entre la pasta y las piedras. Por estos espacios puede escurrir el agua u otros líquidos. Su desarrollo aún está en fase experimental, pero se proyecta su utilización en estacionamientos y pavimentos.
o Ciclópeo
El hormigón ciclópeo está constituido por una mezcla de hormigón con una resistencia última a la compresión de 175 kg/cm2 a los 28 días, a la cual se le agregará hasta el 35% de piedra. Es utilizado principalmente para muros de contención, cimientos corridos y sobrecimientos.
o De alta densidad
Los hormigones convencionales tienen una densidad aproximada de entre 2200 y 2500 kg/m3. Se denomina hormigón de alta densidad, u hormigón pesado, a aquellos hormigones con una densidad superior a la habitual. Estos hormigones, capaces de alcanzar densidades de más de 6000 kg/m3, están fabricados con áridos de densidades superiores a los habituales (normalmente barita, magnetita, hematita...) El hormigón pesado se ha utilizado generalmente para blindar estructuras y proteger frente a la radiación, en centrales nucleares, salas de radiología de hospitales, aceleradores de partículas, etc.
espiral antes de su montaje.
Se denomina hormigón postensado (hormigón pretensado con armaduras postensas) a un hormigón en el cual, después del llenado y el endurecimiento, se introducen esfuerzos de compresión mediante una armadura especial montada dentro de vainas adecuadas.
Una vez tensados los cables que conforman la armadura de postensado, se anclan a la estructura mediante piezas especiales, cuyo diseño suele estar patentado, y se rellenan las vainas con un mortero que asegura la protección del acero y la adherencia al resto de la estructura.
Al igual que en el hormigón pretensado, la ventaja del postensado consiste en comprimir el hormigón antes de su puesta en servicio, de modo que las tracciones que aparecen al flectar la pieza se traducen en una pérdida de la compresión previa, evitando en mayor o menor medida que el hormigón trabaje a tracción, esfuerzo para el que no es un material adecuado.
o Aireado o celular
Se obtiene incorporando a la mezcla aire u otros gases derivados de reacciones químicas, resultando un hormigón de densidad < name="Trasl.C3.BAcido">0
o Traslúcido
Existe un hormigón traslúcido, obtenido por mezcla con plástico o fibra de vidrio. Un modelo a pequeña escala de una capilla con paredes de hormigón traslúcido ha sido desarrollado por Will Wittig. Algunas de sus propiedades son:
Conducen electricidad, además de ser más resistentes y ligeros que los cementos convencionales.
El hormigón (concreto) translúcido tiene un peso volumétrico máximo de 2.100 kg/m3 y el gris de 1.950 kg/m3, cifras menores a los 2.500 kg/m3, que es el peso de los cementos comerciales.
Permitirá, en el futuro, la construcción de edificios con muros y techos por los cuales puede penetrar la luz.
o Microhormigón
Es un hormigón de altas prestaciones en los cuales las partículas del árido no superan los 10 mm. Se utiliza para la fabricación de tejas de hormigón y otros materiales.
Adquieren 90 por ciento de su resistencia final en menos de siete días, lo cual permitiría un ahorro significativo en la industria de la construcción, pues el tiempo para levantar una edificación disminuiría casi el 60 por ciento.
o Permeable
Es un hormigón que utiliza áridos de gran tamaño, lo cual permite que una vez colocado queden huecos entre la pasta y las piedras. Por estos espacios puede escurrir el agua u otros líquidos. Su desarrollo aún está en fase experimental, pero se proyecta su utilización en estacionamientos y pavimentos.
o Ciclópeo
El hormigón ciclópeo está constituido por una mezcla de hormigón con una resistencia última a la compresión de 175 kg/cm2 a los 28 días, a la cual se le agregará hasta el 35% de piedra. Es utilizado principalmente para muros de contención, cimientos corridos y sobrecimientos.
o De alta densidad
Los hormigones convencionales tienen una densidad aproximada de entre 2200 y 2500 kg/m3. Se denomina hormigón de alta densidad, u hormigón pesado, a aquellos hormigones con una densidad superior a la habitual. Estos hormigones, capaces de alcanzar densidades de más de 6000 kg/m3, están fabricados con áridos de densidades superiores a los habituales (normalmente barita, magnetita, hematita...) El hormigón pesado se ha utilizado generalmente para blindar estructuras y proteger frente a la radiación, en centrales nucleares, salas de radiología de hospitales, aceleradores de partículas, etc.
Aditivos para hormigón
En la industria de la construcción se han desarrollado múltiples aditivos para hormigón, a fin de lograr otorgarle diversas características. Junto con las adiciones, se utilizan para modificar las propiedades del hormigón tanto en estado fresco como sólido. Los aditivos más utilizados son los siguientes:
Aceleradores de endurecimiento
Cumplen la función de acelerar el endurecimiento del hormigón. Permite aumentar la resistencia del hormigón a edades tempranas (primeros 28 días), logrando una disminución de los tiempos de obra. Se agrega cloruro de calcio al 2% en el agua de amasado
Retardadores de fraguado
Funciona retardando el inicio de fraguado, otorgando mayores tiempos para la colocación del hormigón. Muy utilizado en hormigón premezclado donde éste es transportado largas distancias y transcurre un tiempo considerable desde su preparación hasta su colocación. Normalmente produce menores resistencias en edades tempranas.
Incorporadores de aire
Ayudan a incorporar micro-partículas de aire al hormigón. Comenzó a utilizarse para hormigones sometidos a congelamiento y deshielo, ya que el aire incorporado absorbe la expansión del hielo, evitando así que éste rompa el hormigón. Además, la incorporación de aire mejora la trabajabilidad del hormigón en estado fresco y la durabilidad en estado endurecido. La incorporación de aire disminuye la resistencia a la compresión del hormigón. El aire incorporado por este mecanismo oscila entre un 2 y un 7% dependiendo de la dosis de aditivo y la cantidad de áridos finos. También permite hormigones de menores densidades y con mejores propiedades para la aislamiento acústico y térmico.
Plastificantes
Permite aumentar la trabajabilidad del hormigón fresco sin alterar la relación agua/cemento (A/C), esto se consigue gracias a la incorporación de materiales inertes tales como el humo de sílice que completan la granulometria de la masa facilitando así el movimiento relativo de los granos y, por tanto, mejorando la docilidad del material fresco. En su contra tiene que aumenta la fisuración del hormigon por retracciones.
Fluidificantes
Aumentan la trabajabilidad del hormigón fresco, permitiendo una mayor docilidad de éste. Permite utilizar menos agua en la mezcla para alcanzar una misma fluidez, mejorando la relación agua/cemento (A/C) y, por lo tanto, la resistencia del hormigón. Con la utilización de fluidificantes se alcanzan reducciones de hasta un 20% del agua requerida en la mezcla. Este aditivo se utiliza normalmente para:
Mejorar la trabajabilidad del hormigón fresco.
Mejorar la resistencia del hormigón endurecido (por necesitar menor cantidad de agua).
Disminuir la dosis de cemento en la mezcla de hormigón.
Superfluidificantes
Básicamente tienen los mismos efectos sobre el hormigón que los fluidificantes, pero en grados mayores. Con la aplicación de superfluidificantes se alcanzan reducciones de hasta un 60% del agua requerida en la mezcla del hormigón. Son ampliamente usados principalmente en la elaboración de hormigones super resistentes y autocompactantes.
Especificaciones usuales
Especificaciones para hormigón in situ
Se denomina hormigón in situ al que se emplea en obra antes del fraguado: fresco. El tipo de hormigón que se coloca en obra está previamente diseñado en el proyecto, y es responsabilidad del ejecutor del hormigonado cumplir las especificaciones fijadas. Paralelamente a la ejecución un laboratorio homologado controla que los hormigones que se emplean cumplen las especificaciones requeridas. El ensayo más conocido es la rotura de probetas cilíndricas donde se mide la tensión que alcanza en rotura. En España, por ley, la normativa que regula los tipos de hormigones, el proceso de fabricación y la puesta en obra es la Instrucción Española del Hormigón Estructural, denominada EHE.
Especificaciones para hormigón premezclado
El hormigón puede ser mezclado en mezcladoras portátiles llevadas a pie de obra pero, generalmente, será premezclado en fábricas de producción de hormigón. El hormigón premezclado puede ser:
Pesado y mezclado en una planta central y entregado en obra en camiones de transporte no mezcladores.
Pesado en una planta central y mezclado en el camión mezclador, en tránsito o después de llegar a la obra.
Parcialmente mezclado en la planta con el mezclado completo en un camión mezclador en ruta al sitio de la obra, llamados hormigoneras. La planta central puede estar localizada en el sitio de la obra.
La planta de pesado y mezclado debe ser inspeccionada para verificar las condiciones e idoneidad de las instalaciones de almacenaje de materiales, precisión y confiabilidad de los equipos de pesado, condiciones de los equipos de mezclado y los procedimientos apropiados de mezclado.
Especificaciones para los materiales del hormigón
Los materiales, incluyendo el cemento, la arena, el agregado grueso y el agua, deben ser inspeccionados para que cumplan con las especificaciones y práctica aceptadas.
Cemento
Tipo de cemento: debe ser del tipo especificado en el proyecto, o el permitido con la aprobación del arquitecto o ingeniero responsable de la obra. Los certificados del molino deben ser proporcionados para mostrar que el cemento está de acuerdo con los requerimientos de las Normas (ASTM C150 en Colombia), de las Especificaciones Estándar para Cemento Pórtland. El cemento tipo IV no debe ser usado en cimientos de hormigón. Cementos Tipo III o menores, pueden ser permitidos para pruebas de cimientos vaciados en sitio para ganar una resistencia rápida. Cementos Tipo II y Tipo V pueden ser especificados para exposición a sulfatos.
Cementos remanentes: en la tolva de almacenaje no más de 6 meses; almacenados en bolsas por más de 3 meses deben ser examinados antes de usarse para asegurarse que reúne los requerimientos de ASTM 150. El cemento no debe ser usado directamente del molino si aún está caliente. Se le debe permitir al cemento que se enfríe antes de usarlo para reducir la posible ocurrencia de hidrataciones falsas.
El cemento debe ser inspeccionado en busca de grumos causados por la humedad. Las bolsas de cemento deben ser inspeccionadas en busca de rasgaduras, perforaciones u otros defectos. Si el cemento va a ser agregado por bolsas, el peso de las bolsas debe ser revisado por lotes y la variación no debe ser mayor de un 3 %.
Arena
Debe ser mezclada con áridos sulfurosos como la arcilla, bien graduada a escala y libre de limo, arcilla o materiales inorgánicos. La gravedad específica o módulo de finura puede ser especificada para mezclas especiales tales como hormigones de agregado grueso reducido u hormigones aligerados con material margosos tipo cerámico. En otra serie de casos se puede observar una granulometría bien diferenciada a través de microscopios ultragénicos sensibles a la radiación ultravioletas que no afecta a este tipo de materiales.
Agregado grueso
Las especificaciones pueden permitir grava o piedra triturada. El uso de roca triturada requiere más cemento y arena para trabajabilidad comparables. Inclusores de aire también mejoran la trabajabilidad. Agregados ligeros no son recomendados. Agregados reactivos al álcali o agregados de areniscas, chertas y rocas arcillosas o micáceas no deben ser permitidas. Los agregados no deben estar cubiertos de limo, arcilla o material orgánico y sales químicas. La gravedad específica del agregado grueso debe estar especificada y también debe estar bien graduada con un máximo de tamaño ¾ de pulgada (19,05 mm) y con las cantidades de agregado menores de 3/16 (4,76 mm) distribuidas uniformemente y dentro del 3 %.
Agua
Como regla general, el agua de mezclado debe ser potable. No debe contener impurezas que puedan afectar la calidad del hormigón. No debe tener ningún tipo de sabor o contener limo u otras materias orgánicas en suspensión. Aguas muy duras pueden contener elevados concentraciones de sulfatos. Pozos de agua de regiones áridas pueden contener sales disueltas dañinas. Si es cuestionable, el agua debe ser químicamente analizada.
Otras especificaciones usuales
Tiempo transcurrido
Ensayo de consistencia o asentamiento por el método del Cono de Abrams.
Para temperaturas normales, el tiempo total desde el inicio de mezclado para descargar no debe exceder 1,5 h y debe ser reducido en tanto aumente la temperatura. La mezcla debe ser descargada antes de 300 revoluciones del tambor.
Asentamiento (Revenimiento)
La prueba de asentamiento debe ser hecha en cada vaciado, de acuerdo con las normas de control de calidad, cuanto más estricto es el control de calidad mayor será el muestreo. El revenimiento es una clara indicación visual del comportamiento del hormigón en cuanto a su resistencia final se refiere ya que mientras mas fluido sea, menor resistencia tendrá por la incorporación excesiva de agua ( siempre y cuando no se hayan agregado plastificantes a la mezcla ).
Retemperado
La adición de agua a la mezcla de hormigón para compensar la pérdida de asentamiento resultante de la demora en la entrega o vaciado no se permitirá bajo ningún criterio.
Clasificación del hormigón
El hormigón, o concreto, se clasificará con base en su resistencia nominal a la compresión, en kg/cm2 (o N/mm2), a los 28 días. Por resistencia nominal a la compresión se entiende la resistencia mínima a la compresión de por lo menos el 95% de las muestras sometidas a pruebas. Estas pruebas se ejecutarán con hormigón introducido en moldes cilíndricos de ensayo de 15 cm de diámetro por 30 cm de alto. Todo hormigón, o concreto, deberá tener una resistencia a los 28 días no menor a las indicadas en los planos o a lo especificado detalladamente para cada una de las estructuras. La resistencia mínima a la compresión a los 7 días no deberá ser menor de 70% del valor especificado para los 28 días. La tolerancia máxima de la resistencia en cilindros aislados no será menor de 10%.
Terminología utilizada en hormigones
Ablandamiento: acción de agua y mezclado del hormigón o del mortero lo suficiente como para que la mezcla adquiera inicialmente la consistencia deseada.
Abrazadera para cimbra de trabes: cualquiera de los distintos tipos de dispositivos de amarre o fijación que se usan para sostener los lados de la cimbra para trabes.
Absorción: proceso en el cual un líquido es atraído hacia los vacíos de un sólido poroso y trata de llenarlos; asimismo, el aumento en la masa de un sólido poroso como resultado de la penetración de un líquido dentro de sus vacíos permeables.
Abultamiento: hinchamiento, como le sucede a algunos agregados de peso ligero durante el procesamiento.
Abundamiento: aumento en el volumen de una cierta cantidad de arena en estado húmedo con respecto al volumen de la misma cantidad pero en estado seco o completamente saturado.
a/c: relación agua-cemento.
Acabado martelinado: la textura de una superficie de hormigón que se obtiene por medio de una martelina.
Acabado a llana: textura superficial del hormigón más bien rugosa obtenida al terminarla con una llana.
Acabado a pistola: capa final inalterada de hormigón lanzado que se aplica directamente con la boquilla sin terminarse a mano.
Acabado alisado: acabado liso o texturizado de una superficie no cimbrada de hormigón la cual se obtiene con la llana.
Acabado de agregados aparentes: acabado decorativo para obras de hormigón que se logra eliminando, generalmente antes de que el hormigón haya endurecido lo suficiente, la capa exterior de mortero y dejando al descubierto el agregado grueso.
Acabado en remolino: textura antiderrapante que se imparte a la superficie del hormigón durante el aplanado final manteniendo la llana plana y empleando un movimiento de rotación.
Acabado en seco: véase sacudida en seco.
Acabado escobillado: textura superficial que se obtiene pasando una escoba sobre el hormigón recién colocado.
Acabado frotado: acabado obtenido al usar un abrasivo para eliminar las irregularidades superficiales del hormigón.
Acabado granolítico: capa superficial del hormigón granolitico que puede tenderse sobre una base ya sea de hormigón fresco o de hormigón endurecido.
Acabado rústico o lavado: cierto tipo de acabado para terraza en el cual la matriz se rebaja con lavado antes del fraguado para poder descubrir los fragmentos sin destruir la liga entre estos y la matriz; a veces se aplica un retardante a la superficie para facilitar esta operación.
Acartelamiento: parte remetida de una trabe en la cercanía del apoyo.
Aceite para cimbra: aceite aplicado a las superficies interiores de la cimbra para facilitar la separación del hormigón cuando se descimbra.
Aceite para desmoldear: aceite mineral que se aplica en la superficie interior de un molde limpio antes de colar en el hormigón o el mortero a fin de facilitar la extracción del molde después de que ha endurecido el hormigón o el mortero.
Acelerante: sustancia que, al agregarse al hormigón, mortero o lechada, aumenta la rapidez de hidratación del cemento hidráulico, reduce el tiempo de fraguado o aumenta la rapidez de endurecimiento, el desarrollo de resistencia o ambos.
Acero de presfuerzo: acero de alta resistencia que se usa para hormigón pretensado.
Acero de refuerzo / armadura: varillas, alambres, torones u otros elementos estructurales esbeltos que se embeben en el hormigón de tal manera que actúan en forma integral con este para resistir cargas impuestos. En inglés se usa también el término coloquial "rebar".
Acero de refuerzo balanceado: cantidad y distribución del refuerzo en un miembro sujeto a flexión de tal forma que en el diseño por esfuerzos de trabajo el esfuerzo a la tensión permisible en el acero y esfuerzo de compresión permisible en el hormigón se alcanzan simultáneamente; o de tal forma que en el diseño por esfuerzos el refuerzo por tensión alcanza su esfuerzo por fluencia especificado al mismo tiempo que el hormigón a compresión alcanza su deformación unitaria última estimada de 0.003
Acero de refuerzo deformado en frío: varillas o alambres de acero que se han laminado, torcido o estirado a la temperatura ambiente.
Acero de refuerzo no estructural: véase refuerzo por temperatura.
Durabilidad del hormigón: capacidad de comportarse satisfactoriamente frente a las acciones físicas o químicas agresivas y proteger adecuadamente las armaduras y demás elementos metálicos embebidos en el hormigón durante la vida de servicio de las estructuras.
Hormigón armado
Armaduras antes del hormigonado.
La técnica constructiva del hormigón armado (o mallazo) consiste en la utilización de hormigón reforzado con barras o mallas de acero, llamadas armaduras. También es posible armarlo con fibras, tales como fibras plásticas, fibra de vidrio, fibras de acero o combinaciones de barras de acero con fibras dependiendo de los requerimientos a los que estará sometido. El hormigón armado es de amplio uso en la construcción siendo utilizado en edificios de todo tipo, caminos, puentes, presas, túneles y obras industriales. La utilización de fibras es muy común en la aplicación de hormigón proyectado o shotcrete, especialmente en túneles y obras civiles en general.
La utilización de acero cumple la misión de resistir los esfuerzos de tracción y cortante a los que está sometida la estructura. El hormigón tiene gran resistencia a la compresión pero su resistencia a la tracción es pequeña.
Ø Historia
El uso de hormigón armado es relativamente reciente. Su descubrimiento se atribuye a Joseph-Louis Lambot en 1848. Sin embargo, la primera patente se debe al jardinero parisino Joseph Monier que lo usó en 1868, primero para usos relacionados con recipientes de jardinería, y más tarde para su uso en vigas y otras estructuras en obras de ferrocarriles.
El primer edificio de hormigón armado que se construyó en Estados Unidos, en 1893, fue la refinería de la Pacific Coast Borax Company en Alameda, California.
Existen varias características responsables del éxito del hormigón armado:
El coeficiente de dilatación del hormigón es similar al del acero, siendo despreciables las tensiones internas por cambios de temperatura.
Cuando el hormigón fragua se contrae y presiona fuertemente las barras de acero, creando además fuerte adherencia química. Las barras, o fibras, suelen tener resaltes en su superficie, llamadas corrugas o trefilado, que favorecen la adherencia física con el hormigón.
Por último, el pH alcalino del cemento produce la pasivación del acero, fenómeno que ayuda a protegerlo de la corrosión.
El hormigón que rodea a las barras de acero genera un fenómeno de confinamiento que impide su pandeo, optimizando su empleo estructural.
Ø Cálculo de elementos de hormigón armado
La simple teoría de vigas de Euler-Bernoulli no es adecuada para el cálculo de vigas o pilares de hormigón armado. Los elementos resistentes de hormigón armado presentan un mecanismo resistente más complejo debido a la concurrencia de dos materiales diferentes, hormigón y acero, con módulos de Young muy diferentes. Las diferentes propiedades mecánicas de hormigón y acero implican que en un elemento de hormigón armado la "matriz de tensiones" de armaduras y hormigón sean diferentes, ese hecho hace que las ecuaciones de equilibrio que enlazan los esfuerzos internos inducidos por las fuerzas y tensiones en hormigón y acero no sean tan simples como las de secciones homogéneas, usadas en la teoría de Euler-Bernouilli.
Ø Definiciones
Amarra: Nombre genérico dado a una barra o alambre individual o continuo, que abraza y confina la armadura longitudinal, doblada en forma de círculo, rectángulo, u otra forma poligonal, sin esquinas reentrantes. Ver Estribos.
Armadura Principal: Es aquella requerida para absorber los esfuerzos externos inducidos en los elementos de hormigón armado.
Armadura Secundaria: Es toda aquella armadura destinada a confinar en forma adecuada la armadura principal en el hormigón.
Barras de Repartición: En general, son aquellas barras destinadas a mantener el distanciamiento y el adecuado funcionamiento de las barras principales en las losas de hormigón armado.
Barras de Retracción: Son auqellas barras instaladas en las losas donde la armadura por flexión tiene un sólo sentido. Se instalan en ángulo recto con respecto a la armadura principal y se distribuyen uniformemente, con una separación no mayor a 3 veces el espesor de la losa o menor a 50 cm entre sí, con el objeto de reducir y controlar las grietas que se producen debido a la retracción durante el proceso de fraguado del hormigón, y para resistir los esfuerzos generados por los cambios de temperatura.
Cerco: Es una amarra cerrada o doblada continua. Una amarra cerrada puede estar constituida por varios elementos de refuerzo con ganchos sísmicos en cada extremo. Una amarra doblada continua debe tener un gancho sísmico en cada extremo.
Estribo: Armadura abierta o cerrada empleada para resistir esfuerzos de corte y de torsión, en un elemento estructural; por lo general, barras, alambres o malla electrosoldada de alambre (liso o estriado), ya sea sin dobleces o doblados, en forma de L, de U o de formas rectangulares, y situados perpendicularmente o en ángulo, con respecto a la armadura longitudinal. El término estribo se aplica, normalmente, a la armadura transversal de elementos sujetos a flexión y el término amarra a los que están en elementos sujetos a compresión. Ver también Amarra.
Comentario: Cabe señalar que si extisten esfuerzos de torsión, el estribo debe ser cerrado.
Gancho Sísmico: Gancho de un estribo, cerco o traba, con un doblez de 135º y con una extensión de 6 veces el diámetro (pero no menor a 75 mm) que enlaza la armadura longitudinal y se proyecta hacia el interior del estribo o cerco.
Traba: Barra continua con un gancho sísmico en un extremo, y un gancho no menor de 90º, con una extensión mínima de 6 veces el diámetro en el otro extremo. Los ganchos deben enlazar barras longitudinales periféricas. Los ganchos de 90º de dos trabas transversales consecutivas que enlacen las mismas barras longitudinales, deben quedar con los extremos alternados.
Zuncho: Amarra continua enrollada en forma de hélice cilíndrica empleada en elementos sometidos a esfuerzos de compresión que sirven para confinar la armadura longitudinal de una columna y la porción de las barras dobladas de la viga como anclaje en la columna. El espaciamiento libre entre espirales debe ser uniforme y alineado, no mayor a 80 mm ni menor a 25 mm entre sí. Para elementos hormigonados en obra, el diámetro de los zunchos no deben ser menor que 10 mm.
