Tecnología del Hormigón
Profesor: Gastón Soto Becar.
Tecnología del hormigón Definición El hormigón es un material cuya composición básica es generalmente una mezcla de agregados pétreos (finos y gruesos) y un aglomerante, que es la pasta de cemento, formada por cemento, agua y/o aditios, que entre s! dan estructura al material"
Clasificación de los hormigones a.
Según su resistencia a compresión La Norma chilena Nch170of.85 establece una clasificación del hormión en rado se!n sea la resistencia es"ecificada a la ru"tura "or com"resión a los #8 d$as% medida en "robetas c!bicas de #0 cm de arista.
Tabla Nº 1: Compresión Grado de Hormigón
Resistencia [MPa]
Especificada Fc [kg/cm2]
&5
5
50
&10
10
100
&15
15
150
�
#0
#00
#5
#50
&'0
'0
'00
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'5
'50
&(0
(0
(00
&(5
(5
(50
&50
50
500
Clasificación de los hormigones b. Según resistencia a flexotracción La Norma chilena Nch 170 )f.85 tambi*n establece una clasificación del hormión en rados se!n su resistencia es"ecificada a la fle+otracción a #8 d$as , medida en "robetas "rism-ticas de 15+15 cm. de sección , 50 a 0 cm. de lonitud.
Tabla Nº 2: Flexotracción Grado del hormigón
Resistencia Ft
Especificada
[Mpa]
[kg/cm2]
&/'
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'0
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'%5
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0
Clasificación de los hormigones c. Según presencia de armaduras de Refuerzo
&ormión sim"le Sin armaduras. &ormión armado on armaduras. &ormión Precom"rimido 2rmadura "rinci"al 3tensada4 , armadura secundaria.
Clasificación de los hormigones d. Según su densidad aparente
&ormión liiano o liero: densidad a"arente entre '00 , 1800 6m'. &ormión corriente: densidad a"arente entre #000 , #800 6m'. &ormión Pesado: densidad a"arente entre '000 , (500 6m'.
Requisitos que debe cumplir el Hormigón a.ocilidad: Llamada tambi*n traba9abilidad consiste en la a"titud ;ue "osee "ara ser trans"ortado , colocado sin ;ue se areue% , de ser com"actado adecuadamente. b.
Requisitos que debe cumplir el Hormigón c. urabilidad: ebe "ermanecer inalterable en el tiem"o% so"ortar la abrasión% la humedad% ambientes ;u$micamente aresios% heladas% etc. d. =conom$a: =s necesario ;ue el costo del hormión dise>ado "ara cum"lir con los re;uisitos anteriores sea de un costo ra?onable.
Limitaciones del Hormigón =l hormión tiene:
Ba9a resistencia a la tracción.
Sufre cambios "or efectos t*rmicos , de humedad.
@m"ermeabilidad% im"ortante en el hormión armado.
Fnciones de los materiales componentes
Pasta de cemento =s el com"onente actio del hormión , tiene dos funciones "rinci"ales: a. b.
Llenar los huecos entre "art$culas del -rido% alomer-ndolas. =n estado fresco la "asta hace las eces de lubricante% desminu,endo el roce entre "art$culas , brinda cohesión a la me?cla.
Fnciones de los materiales componentes Áridos Los -ridos son el com"onente inerte del hormión , tienen dos funciones "rinci"ales: a.
b.
Proeer una masa de "art$culas a"ta "ara resistir la acción de caras a"licadas% la abrasión% el "aso de la humedad , la acción clim-tica.
Características del Hormigón fresco
Docilidad 2"titud ;ue "resenta un hormión "ara ser trans"ortado% colocado , com"actado adecuadamente% sin ;ue "ierda homoeneidad. 3 Nch 171 of754
Segregación =s la se"aración de los com"onentes del hormión ,a amasado.
Características del Hormigón fresco Ex!dación onsiste en ;ue "arte del aua del amasado tiende a subir hacia la su"erficie del hormión ,a colocado , com"actado debido a la sedimentación de los sólidos "or su ma,or "eso es"ecifico.
Retracción Pl"stica La ea"oración del aua a "roduciendo un secado "roresio del hormión desde su su"erficie hacia el interior% "or lo ;ue se "roduce ;ue las ca"as su"eriores tienden a contraerse , las inferiores toda$a saturadas de humedad se lo im"iden.
Características del Hormigón !ndrecido
Resistencia La resistencia del hormión a com"resión es el factor ;ue se em"lea frecuentemente "ara definir su calidad. Aambi*n se "uede medir a tracción% fle+ión , tracción indirecta.
"nflencia de los materiales # del m$todo de fabricación
#emento La calidad del cemento me9ora la resistencia del hormión% un cemento rado alta resistencia "roduce a #8 d$as un aumento del #0 a '0 en el alor de la resistencia en relación al cemento de rado corriente.
$g!a La calidad del aua influ,e en la resistencia al "erturbar el frauado , endurecimiento.
"nflencia de los materiales # del m$todo de fabricación Áridos Los -ridos contaminados o con altos contenidos de cloruros , sulfatos disminu,en la resistencia del hormión.
%&todo de fabricación Cn tiem"o de amasado laro me9ora la resistencia% aun;ue "uede "roducir sereaciones , "erdidas de asentamiento. =l amasado insuficiente eentualmente "roduce hormiones no homo*neos con resultados deficientes.
"nflencia de los materiales # del m$todo de fabricación 'nfl!encia de la ra(ón $g!a)cemento Ra(ón $g!a)#emento* Peso del ag!a libre Peso del cemento 2 medida ;ue aumenta el aua libre la resistencia del hormión decrece. 2l disminuir el aua libre aumenta la resistencia% "ero la me?cla se hace mas seca , dif$cil de com"actar. 3 G<2/@)4
"nflencia de los materiales # del m$todo de fabricación 'nfl!encia de la edad en la resistencia del Hormigón 2 medida ;ue transcurre el tiem"o contado de su confección% el hormión a ad;uiriendo ma,or resistencia.
D!rabilidad La durabilidad es la cualidad ;ue "oseen los hormiones de so"ortar las condiciones "ara las cuales fueron dise>ados% sin sufrir deterioros durante la ida util "reista.
"nflencia de los materiales # del m$todo de fabricación
Permeabilidad La "ermeabilidad del hormión es uno de los "rinci"ales factores ;ue influ,en en su durabilidad% ,a ;ue determina la "osibilidad de acceso al interior de la masa de hormión de aentes aresios disueltos ;ue "ueden ocasionar da>o tanto al hormión como a las armaduras.
"nflencia de los materiales # del m$todo de fabricación #orrosión de las armad!ras La corrosión de las armaduras tiene un doble efecto contra la durabilidad del hormión el "rimero es "recisamente la corrosión de las armaduras% ;ue "ueden llear a disminuir su di-metro% e incluso a hacerlas desa"arecer el seundo efecto se "roduce debido a ;ue el o+ido ;ue se forma enera un aumento de olumen del orden de #%# eces el olumen oriinal% dando orien a rietas , rom"iendo el recubrimiento del hormión debido a la sobre"resión ;ue "roduce. La corrosión se eita em"leando -ridos sanos e+entos de cloruros , utili?ando ra?ones auacemento ba9as. 2dem-s la com"actación debe ser mu, bien reali?ada , "roeerse un buen recubrimiento de las armaduras.
"nflencia de los materiales # del m$todo de fabricación #iclos de congelación + deshielo uando el hormión se encuentra a la tem"eratura de conelacion% el aua contenida en los "oros ca"ilares de la "asta , de los -ridos se conela% aumentando su olumen en D% "roduciendo una rotura inicialmente "e;ue>a , su"erficial. on los hielosEdeshielos% estas fisuras se llenaran de aua ;ue al conelarse ocu"an un creciente ma,or olumen% "roduciendo un efecto acumulatio ;ue ira destru,endo cada e? m-s el hormión. =ste efecto se eita utili?ando -ridos "oco absorbentes% em"leando ra?ones auacemento ba9as% com"actando mu, bien el hormión% , sobretodo aire al hormión mediante aditios. =n este caso las burbu9as ;ue se forman blo;uean los ca"ilares , "ro"orcionan es"acios ;ue aliian la e+"ansión del hielo.
"nflencia de los materiales # del m$todo de fabricación Erosión Las "rinci"ales causas de la "erdida de durabilidad "or erosión son la abrasión e im"actos del tr-nsito "eatonal , ehicular% las corrientes de aua ;ue arrasan materiales abrasios% , la caitacion. Para incrementar la resistencia a la erosión debe em"learse hormiones de alta resistencia% con ba9a ra?ón auacemento% mu, bien com"actados , ;ue contenan -ridos duros , el m$nimo "osible de finos.
"nflencia de los materiales # del m$todo de fabricación $ta,!es del f!ego =l hormión es un material incombustible. =l efecto del calor sobre la resistencia del hormión es m$nimo si la tem"eratura esta "or deba9o de '00F% "ero sobre ese alor se erifica una "erdida a"reciable de resistencia% ;ue "uede llear al 50 a los 500F. No obstante% en eneral el hormión "osee e+celentes "ro"iedades en cuanto a la resistencia al fueo% ,a ;ue resiste la "enetración de las llamas , mantiene aisladas a las armaduras met-licas% dada su ba9a conductiidad t*rmica. ebe darse im"ortancia a la secuencia de hormionado% tratando de no hormionar -reas ad,acentes al mismo tiem"o% siuiendo un m*todo de colocación de fa9as alternas% de manera ;ue -reas contiuas est*n se"aradas "or alunos d$as. =n el hormión armado estas deformaciones , las de orien t*rmico son absorbidas "or las armaduras% , es la ra?ón "or la cual se e+ien cuant$as m$nimas.
"nflencia de los materiales # del m$todo de fabricación
Expansión Los hinchamientos son debidos al ata;ue de sulfatos% reacción -lcaliE-rido , ala conelacion del aua ;ue ocu"a los huecos entre los -ridos , la "asta. La corrosión de las armaduras en el hormión armado enera una e+"ansión de estas.
"nflencia de los materiales # del m$todo de fabricación Retracción - Expansión $lternados Las ariaciones t*rmicas , el contenido de humedad del hormión "roducen dilaciones , contracciones. 2l iual ;ue todos los materiales% el hormión se dilata o contrae se!n la ariación de la tem"eratura a ;ue esta sometido. =l alor de su coeficiente de dilatación t*rmica esta com"rendido entre 8+10 , 1#+10. 2 su e?% las ariaciones de humedad en el hormión eneran aumentos o disminuciones de olumen conforme se incremente o redu?ca el contenido de humedad de la masa del hormión. )biamente este factor es de ma,or releancia cuando los hormiones son "orosos , mala calidad% o bien% si est- e+"uesto a fuertes ariaciones de humedad.
"nflencia de los materiales # del m$todo de fabricación #ambio de ol!men Los cambios de ;ue afectan al hormión "ueden tener diersos or$enes como sedimentación% retracción hidr-ulica% reacciones ;u$micas e+"ansias% acción de caras% ariaciones de tem"eratura , ariaciones de humedad.
Retracción Las ariaciones de olumen debidas a la hidratación del cemento , a las ariaciones de humedad se conocen con el nombre de retracción% , "ueden "resentarse mientras el hormión esta "l-stico% ,a tambi*n cuando esta endurecido. =n ambos casos se "uede "roducir arietamiento.
"nflencia de los materiales # del m$todo de fabricación Retracción del hormigón end!recido La retracción del hormión des"u*s de frauado es eneralmente mucho mas im"ortante ;ue cuando esta "l-stico. Los moimientos del hormión endurecido est-n restrinidos "or el suelo de fundación% "or las armaduras de refuer?o , "or el hormión ad,acente ;ue ,a no esta "l-stico% ener-ndose esfuer?os de tracción ;ue si el hormión no "uede so"ortar% se arieta. Para controlar la retracción del hormión endurecido% debe em"learse dosis de aua com"atibles con la com"actación , reducidas dosis de cementos com"atibles con la resistencia e+iida% eitar al m-+imo la e+udación% e im"edir el secado "rematuro del hormión% "or medio de un curado eficiente. Por otra "arte % debe darse ran atención a los "rocedimientos de amasado , de colocación en obras% eitando la ibración e+cesia ;ue "odr$a oriinar sereación. Aambi*n debe controlarse el tama>o de los tramos de hormión% inclu,endo 9untas de contracción a distancias adecuadas.
