colecció: Apunts 2n de forestals

Jordi margalef

FormigóTipus, resistència i caracterització

1

NormativaExisteix un Reial decret que regula el formigó: Té per objectiu regular el projecte, execusió i control de les estructures de formigó. El formigó està fora del codi tècnic.

El codi tècnic dels materials de construcció regula la fusta i l’acer.

Aquesta normativa s’aplica en estructures i elements de formigó estructural (armat, en massa o pretensat) i forjats.

A més a més hi ha normatives que regulen l’ús de formigons especials, les estructures sotmeses a més de 70ºC, preses, canonades i estructures mixtes de formigó i acer

Unitatsa) Relació Newton - Kilopond (Forces)

! ! ! 1N = 0,102Kp ≃ 0,1Kp

! ! ! 1Kp = 9,8N ≃ 10N

b) Relació de resistència (Pressions)

! ! ! 1N/mm2 ≃ 10Kp/cm2

! ! ! 1Kp/cm2 ≃ 0,1N/mm2

Conceptes FormigóBarreja íntima i homogènia composta per aglomerant, sorra, grava i aigua. Té característiques variables depenent del tipus d’aglomerant emprat i la dosificació dels components.

Morter: Barreja d’aglomerant, sorra i aigua.

Pasta: Barreja d’aglomerant i aigua (sense àrids)

Morter de ciment Portland: S’utilitza per fer arrebossats i lliscats.

Normativa, Unitats i Definicions del Formigó

2

Segons presència o no d’armadures:

-Formigó en massa (ciment + aigua + àrids)

-Formigó armat (s’fageixen armadures d’acer per millorar les propietats de resistència a tracció)

Segons la seua densitat:

-Normal: 2000 - 2800 kg / m3

-Lleuger: Entre 1200 - 2000 Kg / m3

-Pesat: > 2800 Kg / m3

-Dins dels formigons normals o pesats existeixen:

-Simples: ciment portland, aigua i àrids (grava!sorra):

Dins dels formigons simples existeixen:

-Normal: Granulometria contínua.

-Ciclopi: Formigó de característiques normals afegint-hi pedres molt grosses.

-Unimodular: D’àrid de granulometria discontínua

-Percolat: àrid aparellat en sec sobre el qual es vesa formigó normal.

-Compostos: Simples amb addicions de materials actius o inerts per tal de modificar propietats. P. ex: anticongelants, acceleradors de fraguats...

Tipus de Formigons

3

Formigons esructurals:

Formigons en massa a l’interior dels quals hi ha vergues d’acer de forma i secció determinades, destinades a suportaresforços mecànics que amb la barreja normal no seria possible.

-Formigons armats:

Amb barres d’acers normals

-Formigons tensats:

Poden ser pretensats (amb traccions a l’acer prèvies) o bé postensats (amb traccions de l’acer posteriors al formigonat).

Normativa EHE, estableix densitats segons:

Formigó en massa:

- 2300 Kg / m3 si fck* ≤ 50N / mm2

-2400 Kg / m3 si fck > 50N / mm2

*fck: resistència característica de formigó a compresió.

Formigó armat i pretensat:

->2500Kg / m3

També estableix que:

Els Formigons estructurals han de complir >25N / mm2

Formigons amb resistència inferior a 20N/mm2 s’anomenen formigons pobres. Serveixen per homogeinitzar el terreny.

4

Propietast formigó fresc:

-Homogeni: Material uniforme, ha de tenir les mateixes propietats a qualsevol punt de la massa.

-Treballable: Ha de ser dòcil, i ha de tenir cohesió i consistència.

-Docilitat: Facilitat d’adaptació al motlle, encofratn o a recobrir les armadures.

Els àrids matxucats proporcionen més resistència però menys docilitat, al revés que el rodats que són menys donen menys resistència però són més dócils.

Els àrids fins tenen més relació superfície/Volum que els dóna més treballibilitat

-Cohesió: Resistència que ofereix el formigó a segregar-se els materials dels quals està formt.

-Consistència: Oposició a la deformitat. Es mesura amb el con d’Abrams.

Categories de consistència (en centímetres d’assentament del con d’Abrams):

seca! ! 0 - 2

plàstica!! 3 - 5

tova! ! 6 - 9

fluïda! ! 10 - 15

líquida! ! 16 - 20

Per a formigons l’assentament del con d’Abrams ha de superar els 6 centímetres.

Característiques del Formigó

5

Propietats del Formigó endurit-Densitat: La naturalesa dels àrids fa que la densitat augmenti o disminueixi. S’haurà d’anar amb compte alhora de projectar el formigonat.

-Adherència: Perfecte unió entre formigó i acer. El formigó absorveix les comprensions i l’acer les traccions.

-Variació de volum: El formigó pateix una disminució del volum durant el fraguat i l’endurament

-Desgastabilitat: El formigó ha de resisitir al desgast superficial.

-Esquerdat: Pot ser deguda a la concepció defectuosa del projecte, a un moviment del terreny o per efectes de glaçades.

-Durabilitat: Depén de la protecció de les armadures (recobriment) i de la relació A / C. Si la relació A / C és elevada, la resisitència és més baixa. La impermeabilitat fa que el formigó sigui més durable. En funció de la vida útil utilitzarem uns recobriments o altres.

Característiques mecàniques del formigó

-Resistència del projecte (fck): És el valor que s’adopta al projecte per la resistència característica de compressió com a base dels càlculs. correspon al 95% del formigó fabricat en obra.

-No serà inferior a 20N / mm2 en formigons en massa

-No serà inferior a 25N / mm2 en formigons armats

Resisitència a tracció

! fctk = 0,21∛fck2! si fck ≤ 50N / mm2

! fctk = 0,406∛fck2 si fck ≤ 50N / mm2

Condicions de Qualitat

Les condicions exigides al formigó s’especifiquen al plec de prestacions tècniques particulars. Sempre és necessari indicar:

Resisitència a compressió, Consistència, Mida màxima de l’àrid (que depén de les malles) i l’ambient que està sotmes el formigó.

6

Els formigons es tipificaran seguint el següent format:

T - R / C / TM / A

On:

-T = Tipus indicatiu

- R = Resisitència característica

- C = Consistència

- TM = Mida màxima de làrid

- A = Ambient

Tipus indicatiu ( T )Serà el tipus de formigó utilitzat, pot ser:

- HM en el cas de formigó en massa

- HA en el cas de formigó armat pretensat

- HP en el cas de formigó formigó armat postensat

Resistència característica (R)

És la fck expressada en N / mm2

Consistènsia (C)Lletra inicial del tipus de consistència (Seca, plàstica, tova, fluïda o líquida).

Ambient (A)Segons el tipus d’ambient en que es trobaà durant el formigonat, es descriu segons les taules: I, II, IIa...

Tipificació dels Formigons

7

Mida màxima de l’àrid en milímetres (TM)

-0,8 de la distància horitzontal lliure entre beines* o armadures que formin un angles major a 45º en la direcció del formigonat. També pot ser el 0,8 del recobriment.

-1,25 de la distància entre superfície de la peça i una beina que formi un angle no major que 45º amb la direcció del formigonat.

Distància entre beines:

(costat - ( ∑ n x ⦰ + nr )) / n espais

Diferència del costat menys la suma de recobriments i diàmetres dividida pel nombre d’espais entre vares; després s’ha de multiplicar per 0.8 o 1.25.

Exemple: HM / 20 / P / 40 / IIa

Resistència de Càlcul del formigóÉs considera com a resistència de càlcul del formigó ( en compressió o tracció ) el avlor de la resistència característica de projecte fck corresponent dividida per un quocient de seguretat Yc i que adopta els valors següents:

Taula on es mostren els quocients de seguretat

També és necessari calcular la resisitència mitjana fcm per comprobar si la dosificació és correcte o no.

Per una bona dosificació s’ha de complir:

Fcm = fck + 8

Si no es compleix s’ha de repetir la dosificació.

Projecte Formigó Acer passiu i actiu

Persisitent 1,5 1,15

Accidental 1,3 1

8

CimentPodran utilitzar-se tots aquells que compleixin la classe resisitent 32.5 o superior i siguin ciments comuns.

L’elecció del ciment dependrà:

! -L’aplicació del formigó

! -Les circumstàncies del formigonat

! -La classe d’exposició del formigó

El ciment és un conglomerant que confereix propietats al formigó. S’obté a partit de calcinacions de mescles d’argil·la i pedra calcària (amb o sense addicions).

Està format per clinker (silicats i alumini), reguladors de fraguats (guixos) i additius.

Pot ser blanc o gris, els blancs són menys resisitents.

AiguaProducte que permet que la resta de materials es puguin conglomerar. La majoria d’aigües potabes són admissibles. Rebutgen les aigües amb excés de clor, SO4, M.O. o les aigües del mar.

ÀridsClassificació:

-Àrids rodats: Són àrids d’origen natural tenen menys resisitència però són més dòcils)

-Àrids matxucats: Són àrids d’origen artificial (roques trinxades). Són més resisitents però menys dòcils.

Segons la mida:

-Graves: ( > 5 mm)

-Sorres: ( 5 - 0,08mm)

-Llims: ( < 0,08mm)

Components del Formigó

9

Condicions dels Àrids

-Han de ser resisitents

-Hem de ser estables (no s’han de degradar amb el temps).

-No han de tenir reaccions amb el formigó.

-No han de contenir M.O., argila ni sulfats.

-Els àrids angulosos (matxucats) són més resistents

-La rugositat dels àrida augmenta la adherència mab el ciment.

-L’àrid és de bona qualitat si conté mides de tots els calibres però amb major proporció dels àrids gruixuts.

-Els àrids artificials donen millor resultat que els naturals.

-Les mescles de sorres i graves s’anomenen tot-u (zahorres).

10

Ordre a seguir a la dossificació

-Fixar la resisitència característica del formigó d’acord amb les condicions previstes en l’execusió de l’obra.

-Elegir el tipus de ciment en funció de la tipologia de l’obra, l’agressivitat del medi i les condicions climàtiques.

-Determinar la relació aigua / ciment que correspon a la resistència mitjana del formigó, segons el tipus de ciment i àrids utilitzats.

-Determinar la mida màxima de l’àrid

-Estudiar la consistència més convenient i posteriorment (mitjançant les taules) calcular la quantitat d’aigua i ciment corresponent

-Establir la proporció d’àrids i com s’han de barrejar i ajustar-los a la millor corba granulomètrica.

-Calcular les quantitats d’àrid, aigua i ciment necessaris per l’obtenció d’un metre cúbic de formigó sec (1,025 metres cúbics de formigó humit).

-Comprovar les qualitats amb una massa prova.

Mètode per determinar la corba granulomètrica

El formigó armat, amb àrids rodats o matxucats amb mida màxima de de l’àrid de 50 ± 25 mm. i amb contingut de ciment no inferior a 300 Kg / m3 es poden obtenir bons resultats amb granulometries contínues que segueixen la paràbola:

P= 100√(d/D)

P= % en pes que passa pel tamés d

d= Obertura del tamís

D= Mida màxima de làrid

Dosificació teòrica del formigó

11

Mòdul granulomètric

Suma dels percentatges retinguts en cadascun dels tamissos normalitzats dividint entre 100.

Mòdul granulomètric

Si es disposa de sorra i grava amb mòduls granulomètrics ma i mg respectivament, essent m el mòdul granulomètric elegit:

maX / 100 + mgY/100 = 100

X + Y = 100

Resolem el sistema d’equacions i trobem els percentatges de sorra i grava.

Proporcions de la mesclaPer dosificar correctament el formigó és necessari tenir en compte la contracció que experimenta el formigó que es pot avaluar en un 2,5%. La suma dels volums dels diferents components ha de ser 1,025m3 per obtenir un metre cúbic de formigó.

A + C/P + G1/P1 + G2/P2 = 1.025

A= metres cúbics d’aigua

C= Pes del ciment en Kg per metre cúbic de formigó

P= Pes específic real del ciment

G1 i G2 = Pesos de la sorra i de grava en Kg per metre cúbic.

P1 i P2 = Pesos específics reals de la sorra en Kg per metre cúbic.

Generalment les P ens les donen, sinó consideren P1 i P2 de 2600 Kg /m3 i P = 3100Kg /m3.

12

Correccions i assaigsInfluència d’alguns factors a tenir en compte durant les correccions i assaigs:

Altres consideracions:

-Amb àrids matxucats cal augmentar la quantitat de l’àrid fi.

-Amb dosis de ciment superiors a 300 kg/m3 pot disminuir-se la quantitat d’àrid fi.

-L’augment d’un sac de ciment (50Kg) per metre cúbic de formigó produeix en aquest un augment de 2,5N/mm2 de resistència.

Augment de... Treballibilitat ResisitènciaFinura de la sorra Augmenta Disminueix

Relació grava/sorra Disminueix Augmenta

Quantitat d’aigua Augmenta Disminueix

Mida màxima d’àrid Disminueix Augmenta

Contingut d’aire Augmenta Disminueix