guía práctica - m1db | materialidad 1 di bernardo€¦ · · 2012-10-18las características...

1. Los constituyentes del Hormigón1.1 El Cemento




Guía PrácticaDISEÑAR Y OBTENER HORMIGONES DURABLES

Introducción 1

1. Los constituyentes del Hormigón 2

1.1 El cemento 2

1.2 El agua de amasado y/o curado 6

1.3 Los agregados 7

1.4 Los aditivos 12

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido 15

2.1 Composición del hormigón 15

2.2 Trabajabilidad y consistencia 18

2.3 Elaboración y transporte 20

2.4 Uso y compactación 22

2.5 Curado 24

2.6 Encofrado 25

2.7 Hormigonado a temperaturas elevadas 28

2.8 Hormigonado a bajas temperaturas 30

3. Origen y prevención de los daños al hormigón 32

3.1 Segregación 32

3.2 Fisuración 33

3.3 Carbonatación y corrosión de la armadura 36

3.4 Eflorescencias 37

3.5 Acción del hielo y de las sales anti-hielo 39

3.6 Acción de los sulfatos 41

3.7 Acción de los productos químicos 41

3.8 Reacción álcali - agregado 43

3.9 Resistencia al fuego 43

Soluciones personalizadas 45

Bibliografía 46

Indice

Existen numerosas directivas para la elaboracióny la colocación del hormigón. Éstas contienen amenudo indicaciones más o menos generalesnormalmente insuficientes para aquellos que tra-bajan en obras y se enfrentan directamente conproblemas concretos.

Como productor, el Grupo Minetti quiere llenareste vacío publicando la Guía Práctica. Cada es-tadio de la confección y de la elaboración delhormigón está caracterizado por “gajes del ofi-cio” provenientes de la experiencia práctica,transmitidos oralmente de persona a persona. LaGuía Práctica hace accesible a todos este impor-tante bagaje de conocimientos. Contiene lasinformaciones y las directivas generales que seencuentran habitualmente en los manuales y enlos textos de referencia.

La Guía Práctica se orienta a todos aquellos queasumen una función de responsabilidad en laobra: el encargado y/o director de la obra. Tam-bién el ingeniero encargado del proyecto, elmaestro mayor de obra y el empresario edilicioencontrarán en este prospecto informaciones in-teresantes y prácticas, especialmente en lo querespecta a la realización de proyectos y a la pues-ta en marcha.

La Guía Práctica contribuye a eliminar estos in-convenientes. Siguiendo sus consejos, el lectorrápidamente se dará cuenta que no es difícil ela-borar un hormigón de buena calidad respetandoreglas tradicionales y aplicando métodos simples.

Las características específicas de un proyectopueden de todos modos requerir procedimientosconstructivos particularmente complejos. El buenresultado de tales proyectos requerirá de perso-nal con un nivel de calificación superior y uncontrol muy atento de la puesta en marcha y dela calidad. En estos casos el equipo de AsistentesTécnicos del Grupo Minetti pone gustosamente adisposición su gran experiencia en la materia.

1

Introducción

1. Los constituyentes del hormigón1.1 El cemento

2

1.1 EL CEMENTO

GeneralidadesEl cemento es un ligante hidráulico, o sea unasustancia que mezclada con el agua, está en con-diciones de endurecer ya sea al aire, como debajodel agua. La piedra de cemento en vía de forma-ción presenta resistencias elevadas y no sedisuelve en el agua. En Argentina los cementosresponden a las exigencias de las normas IRAM.

HistoriaLos romanos utilizaban en la antigüedad unamezcla hidráulica compuesta de calcáreos arci-llosos con agregados de puzolana o bien harinade laterita. Con los agregados apropiados, ellosestaban en condiciones de producir el Opus Cae-mentitium o "cemento romano", precursor denuestro hormigón y que dio origen al término ce-mento.

En 1824, el inglés J. Aspdin, elaboró y patentó unproducto similar al cemento, obtenido mediantela cocción de una mezcla de calcáreos y arcilla fi-namente molida. Este ligante perm i t í aconfeccionar un hormigón similar al obtenidocon la piedra de Portland (calcáreo muy resisten-te de la isla de Portland) comunmente utilizadoen Inglaterra para la construcción. De aquí la de-nominación "cemento Portland"

FabricaciónLa fabricación del cemento Portland consiste enla preparación de una mezcla de materias primascon granulometría definida, sometida a cocciónhasta el umbral del punto de fusión y finalmentemolida a polvo fino y reactivo: el cemento

Globalmente se pueden distinguir cuatro etapasen la fabricación del cemento:

1.Extracción y triturado de la materia prima:

Para producir una tonelada de cemento es nece-sario utilizar por lo menos una tonelada y mediade materia prima -calcáreos y arcilla que liberanagua y dióxido de carbono durante la cocción-.

La piedra bruta es pretriturada en la cantera (fig.1.1.1) hasta el tamaño de un puño.

2.Mezclado y reducción de la materia prima has-ta una finura similar a la de la harina:

Esta etapa prevé el mezclado de las diversas ma-terias primas en las pro p o rc i o n e scorrespondientes a la composición química ópti-ma. El material que se encuentra en el molino abolas o vertical (fig.1.1.2) es simultáneamente se-cado y triturado en fino polvo. A la salida seobtiene la harina cruda que será mezclada en lossilos de homogeneización hasta la obtención deuna composición uniforme.

3.Cocción de la harina y transformación en clin-ker:

El proceso de cocción a una temperatura deaproximadamente 1.450ºC es la operación prin-cipal en la fabricación del cemento. Antes deentrar en el horno rotativo (fig. 1.1.3), la harinapasa a través de un cambiador térmico y se ca-lienta a casi 1.000ºC. A la salida del horno elmaterial se presenta bajo la forma de clinker in-candescente que será rápidamente enfriado alaire. Los combustibles utilizados son: carbón, pe-tróleo, gas natural y, cada vez másfrecuentemente, materiales recuperados comosolventes, aceites usados o neumáticos viejos.

4.Molienda del clinker con yeso y aditivos:

Para obtener el material reactivo deseado, el clin-ker es molido en la unidad de molienda (fig.1.1.4) con una pequeña cantidad de yeso (regu-lador de fraguado).

FIG. 1.1.1. Vehículos pesados trabajando en una cantera.

3


Según el tipo de cemento se agregan al clinker,durante la molienda, compuestos minerales (cal-cáreos, puzolana, escoria de alto horno, cenizasvolantes) para formar los llamados cementos por-tland con adiciones.

Control de calidad del cementoLa calidad de los cementos argentinos está ga-rantizada por un triple procedimiento:

Control interno de la fabricación.

Certificación oficial del sistema de gestión de ca-lidad.

Control por medio de un organismo externo.

Control interno de la fabricaciónEn todas las fases de la fabricación, desde la can-tera hasta la expedición, se toman y analizanmuestras. Una cuidadosa vigilancia de la produc-ción, garantiza una calidad elevada y constante.El tratamiento estadístico de los resultados de losmuestreos al momento de la expedición, deberesponder constantemente a las exigencias pre-vistas en la norma IRAM.

Sistema de gestión de la calidadLa producción de los cementos argentinos res-ponde a un sistema de calidad y de managementcertificado según las normas ISO de la serie9000.

Organo externo de controlEl control interno de la fabricación se comple-menta con un órgano independiente de controlexterno. Este control es efectuado con muestrastomadas ad hoc en la cementera y actualmentees llevado a cabo por el CECON (INTI).

FIG. 1.1.2 Molino vertical para la reducción a harina

de la mezcla de materias primas.

FIG. 1.1.3 Horno rotativo, corazón de una cementera.

FIG. 1.1.4 Vista interna de un molino de bolas para el

molido del clinker y el yeso en cemento

4


Los tipos de cemento y su composi-ción según la norma IRAM 50.000La norma IRAM 50.000 clasifica los cementos enlas categorías indicadas en la tabla 1.1.1.a

Las categorías de resistencia Los cementos están subdivididos en tres catego-rías de resistencia caracterizadas por los valores30, 40, 50, según tabla 1.1.2.

Cemento portland norm a l C P N 1 0 0 - 9 0 0 - 1 0

Cemento portland con C P F 9 9 - 8 0 1 - 2 0"filler" calcáre o .

Cemento portland con escoria C P E 8 9 - 6 5 1 1 - 3 5

Cemento portland compuesto C P C 9 8 - 6 5 Dos o más, con P+E+F<=35

Cemento portland puzolánico C P P 8 5 - 5 0 1 5 - 5 0

Cemento de alto horn o C A H 6 5 - 2 5 3 5 - 7 5

Composición (g/100g)TIPO DE CEMENTO N o m e n c l a t u r a Clinker + P u z o l a n a E s c o r i a F i l l e r

sulfato de ( P ) ( E ) c a l c á re oc a l c i o ( F )

Tabla 1.1.1.a. Composición de los cementos según la norma IRAM 50.000

Tabla 1.1.1.b

Cementos con

propiedades

especiales

D e n o m i n a c i ó n D e s i g n a c i ó n

de Alta Resistencia Inicial A R I

Moderadamente Resistente a los Sulfatos M R S

Altamente Resistente a los Sulfatos A R S

de Bajo Calor de Hidratación B C H

Resistente a la reacción Alcali - Agre g a d o R R A A

B l a n c o B

D e n o m i n a c i ó n D e s i g n a c i ó n

Tabla 1.1.2

Categoría de resistencia de

los cementos según la norma

IRAM 50.000

Nota: En todos los casos, los valores de resistencia obtenidos a los 28 días deberán ser

mayores que los obtenidos a los 2 días y a los 7 días.

CP 30 - - Mín. 16 Mín. 30 Máx. 50

CP 40 Mín. 10 - - Mín. 40 Máx. 60 IRAM 1622

CP 50 Mín. 20 - - Mín. 50 - -

Clase de Resistencia a la compresión (MPa) Método dere s i s t e n c i a e n s a y o

2 días 7 días 28 días

Para ciertas aplicaciones, puede resultar conve-niente emplear cementos que poseandeterminadas propiedades especiales, según elsiguiente listado definido en la norma IRAM50.001. (Tabla 1.1.1.b)

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• pequeñas placas de hidróxido de calcio(Ca(OH)2), muy alcalinas, sin aporte a la resisten-cia pero adecuadas para proteger a la armadurade la corrosión.

Almacenamiento y conservación del cementoEl cemento puede conservarse indefinidamente,sin deteriorarse, en la medida en que esté prote-gido de la humedad, incluyendo la existente en elaire. En las plantas de hormigón, en las obras yen el transporte de larga duración, el cementotiende a deteriorarse, por lo que deben observar-se ciertas precauciones para su almacenamiento.

Cemento en bolsasEl almacenamiento del cemento embolsado debehacerse en un depósito cerrado impermeable. Serecomienda observar las siguientes reglas:

• Apilar las bolsas sobre una plataforma elevadasobre el piso del local, y separar las pilas de lasparedes.

• Apilar las bolsas de modo de minimizar la circu-

Hidratación del cementoEl cemento mezclado con agua reacciona hidra-tándose. Esta reacción libera una cierta cantidadde calor y provoca el progresivo endurecimientode la pasta de cemento.

La hidratación proporciona esencialmente dosproductos principales (fig. 1.1.5):

• agujas (silicatos de calcio hidratado o CSH) delento crecimiento con tendencia pronunciada a lacompactación, responsable de la formación deuna matriz densa y resistente;

FIG. 1.1.5 Piedra de cemento endurecida observada al

microscopio de barrido electrónico (SEM)

(línea blanca = 0,005 mm).

Tabla 1.1.3. Tipos de cementos Minetti.

Cemento Port l a n d 1 7 3 0 A n a r a n j a d o Cemento Portland de uso general.Compuesto CPC Obras hidráulicas, hormigones en

masa, fundaciones y estructuras enmedios agre s i v o s .

Cemento Port l a n d 1 5 9 2 M a rr ó n Cemento Portland de uso general.Fillerizado CPF No indicado para estructuras en

medios agre s i v o s .

Cemento Port l a n d 1 6 5 1 A z u l Cemento Portland de uso general.Puzolánico CPP Obras hidráulicas, hormigones en

masa, fundaciones y estructuras enmedios agre s i v o s .

Cemento 1 6 3 0 N e g ro Obras hidráulicas, hormigones ende Alto Horno CAH masa, fundaciones y estructuras en


Cemento Port l a n d 1 5 0 3 Color del papel Cemento Portland de uso general.N o rmal CPN No indicado para estructuras en


C e m e n t o 1 6 8 5 Vi o l e t a Albañilería. No apto parade Albañilería e s t ru c t u r a s .

Tipos de N o rm a F r a n j aUsos y re c o m e n d a c i o n e s

c e m e n t o I R A M e n v a s e

Campo de aplicación de los cemen-tos La tabla 1.1.3 resume los distintos tipos de ce-mentos Minetti, indicados más detalladamenteen el folleto de productos.

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1.2 El agua de amasado y/o curado

lación de aire entre ellas.

• Cubrir las pilas con láminas de plástico resisten-te.

• Almacenar las bolsas de modo de ir utilizándo-las en el mismo orden en que las fue recibiendo.

• Evitar períodos de almacenamiento superioresa los 60 días.

• No arrojar las bolsas desde lo alto ni arrastrar-las por el piso

• Las bolsas inferiores pueden presentar grumosblandos de compactación.

Cemento a granel:El cemento almacenado en los grandes silos delas plantas de cemento de distribución puedepermanecer largos períodos sin deteriorarse.

Para minimizar la formación de grumos duros du-rante el transporte y almacenamiento a granel, serecomienda:

• Inspeccionar periódicamente la estanqueidadde las compuertas de carga de los vehículos detransporte a granel.

• Mantener las compuertas cerradas cuando nose las usa.

• Usar sistemas de aire comprimido con trampasde agua.

• Inspeccionar regularmente los silos por posiblesgrumos o pegas.

1.2 EL AGUA DE AMASADO Y/O CURADO

GeneralidadesSe entiende por agua de amasado la cantidad deagua total contenida en el hormigón fresco. Estacantidad es utilizada para el cálculo de la relaciónagua/cemento (A/C).

El agua de amasado está compuesta por:

• El agua agregada a la mezcla.

• Humedad superficial de los agregados.

• Una cantidad de agua proveniente de los aditi -vos.

El agua de amasado cumple una doble funciónen la tecnología del hormigón: por un lado per-mite la hidratación del cemento y por el otro esindispensable para asegurar la trabajabilidad y labuena compactación del hormigón.

Requisitos para el agua de amasadoLos requisitos físicos y químicos que el agua deamasado deberá cumplimentar, están especifica-dos en la norma IRAM 1601. En ella seestablecen los valores en cuanto a su influencia

Residuo sólido mg/dm 3 - - 5 0 0 0

Materia orgánica, expresada en oxígeno consumido mg/dm 3 - - 3

p H mg/dm 3 5 , 5 8

Sulfato, expresado como SO 24

-mg/dm 3 - - 1 0 0 0

C l o ru roPara emplear en hormigón simple mg/dm 3 - - 2 0 0 0

e x p re s a d o Para emplear en hormigón arm a d o mg/dm 3 - - 7 0 0como Cl- c o n v e n c i o n a l

Para emplear en hormigón pre t e n s a d o mg/dm 3 - - 5 0 0

H i e rro, expresado como Fe mg/dm 3 - - 1

R E Q U I S I T O S U N I D A D M I N I M O M A X I M O

Indicaciones de seguridadEl cemento es un ligante hidráulico. En contactocon el agua o con la humedad se produce unareacción alcalina. Dentro de lo posible se debeevitar el contacto con la piel. En caso de contac-to con los ojos, enjuagar inmediatamente conabundante agua, y consultar al médico.

Tabla 1.2.1 Requisitos para el agua de amasado Norma IRAM 1601

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1. Los constituyentes del hormigón1.2 El agua de amasado y/o curado

1.3 Los agregados

1.3 LOS AGREGADOS

GeneralidadesGeneralmente se entiende por “agregado” a lamezcla de arena y piedra de granulometría varia-ble. El hormigón es un material compuestobásicamente por agregados y pasta cementicia,elementos de comportamientos bien diferencia-dos:

• Los agregados conforman el esqueleto granu-lar del hormigón y son el elemento mayoritarioya que representan el 80 - 90% del peso total dehormigón, por lo que son responsables de granparte de las características del mismo. Los agre-gados son generalmente inertes y estables en susdimensiones.

• La pasta cementicia (mezcla de cemento yagua) es el material activo dentro de la masa dehormigón y como tal es en gran medida respon-sable de la resistencia, variaciones volumétricas ydurabilidad del hormigón. Es la matriz que unelos elementos del esqueleto granular entre sí.

Cada elemento tiene su rol dentro de la masa dehormigón y su proporción en la mezcla es clavepara lograr las propiedades deseadas, esto es:trabajabilidad, resistencia, durabilidad y econo-mía.

Influencia de los aridos en las propiedades del hormigónEl esqueleto granular está formado por los agre-gados que son elementos inertes, generalmentemás resistente que la pasta cementicia y ademáseconómicos. Por lo tanto conviene colocar la ma-yor cantidad posible de agregados para lograr unhormigón resistente, que no presente grandesvariaciones dimensionales y sea económico.

Pero hay un límite en el contenido de agregadosgruesos dado por la trabajabilidad del hormigón.Si la cantidad de agregados gruesos es excesiva lamezcla se volverá difícil de trabajar y habrá unatendencia de los agregados gruesos a separarsedel mortero (segregación). Llegado este caso sesuele decir que el hormigón es “áspero”, “pedre-goso” y “poco dócil”.

En el hormigón fresco, es decir recién elaboradoy hasta que comience su fraguado, la pasta ce-menticia tiene la función de lubricar las partículasde agregado, permitiendo la movilidad de lamezcla. En este aspecto también colabora elagregado fino (arena).

La arena debe estar presente en una cantidad mí-nima que permita una buena trabajabilidad ybrinde cohesión a la mezcla. Pero no debe estaren exceso porque perjudicará las resistencias.

Se debe optimizar la proporción de cada materialde forma tal que se logren las propiedades de-seadas al mínimo costo.

Clasificación:En general los agregados se pueden dividir en es-tos tipos:

sobre el tiempo de fraguado y a la resistencia a lacompresión.

En cuanto los requisitos químicos, el agua para elmezclado y/o curado de hormigones deberácumplimentar lo establecido en la tabla 1.2.1.

Tabla 1.3.1 Relación entre la forma y las características de los granos.

Áridos naturales Áridos trituradosF o rm a E s f é r i c a A l a rg a d a / a p l a n a d a C ú b i c a A l a rg a d a / a p l a n a d a

A n g u l o s i d a d R e d o n d e a d a A n g u l o s a

S u p e rf i c i e L i s a A s p e r a

Necesidad de agua

Tr a b a j a b i l i d a d

C o m p a c t a c i ó n

C re c i e n t e

D e c re c i e n t e

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1. Los constituyentes del hormigón1.3 Los agregados

El tamiz que separa un agregado grueso de un fi-no es el de 4,75 mm. Es decir, todo agregadomenor a 4,75 mm. es un agregado fino (arena).

Todos estos agregados pueden ser utilizados pa-ra los hormigones convencionales, aunque lasarenas de trituración deben ser necesariamentemezcladas con arenas de río.

Cualquiera sea el tipo de material utilizado, suspartículas deben ser duras y resistentes, ya que elhormigón, como cualquier material, se romperápor su elemento más débil. Si el agregado es demala calidad sus partículas se romperán antesque la pasta cementicia, o el mortero.

GranulometríaSe denomina así a la distribución por tamaños delas partículas que constituyen un agregado, y seexpresa como el porcentaje en peso de cada ta-maño con respecto al peso total.

Las diferentes fracciones de agregados gruesosse identifican con dos números que hacen refe-rencia al tamaño mínimo y máximo de las mismas(generalmente en mm.). Ejemplo: 6-19, 19-30,10-30, etc.

Las arenas suelen caracterizarse con su módulode finura, que es un número que da una idea dela granulometría del material. A mayor módulode finura, más gruesa es la arena. En la tabla1.3.2 se muestra el cálculo de este módulo:

El módulo de finura se calculará como:

9.5 mm 0 . 0 0 . 0 0 . 0 0 . 0 1 0 0 . 0

4.75 mm 0 . 0 0 . 0 0 . 0 0 . 0 1 0 0 . 0

2.36 mm 3 0 . 0 3 0 . 0 6 . 0 6 . 0 9 4 . 0

1.18 mm 1 5 8 . 0 1 8 8 . 0 3 1 . 6 3 7 . 6 6 2 . 4

600 µm 1 4 8 . 0 3 3 6 . 0 2 9 . 6 6 7 . 2 3 2 . 8

300 µm 9 7 . 0 4 3 3 . 0 1 9 . 4 8 6 . 6 1 3 . 4

150 µm 4 3 . 5 4 7 6 . 5 8 . 7 9 5 . 3 4 . 7

F o n d o 2 3 . 5 5 0 0 . 0 4 . 7 1 0 0 . 0 0 . 0

TamicesRetenido Retenido Retenido Retenido Pasante

IRAMIndividual Acumulado Individual Acumulado Acumulado

[g] [g] [%] [%] [%]

La norma IRAM 1627 -Agregados - Granulome-tría de los Agregados para Horm i g o n e s -establece los límites de granulometría donde de-be estar comprendida la arena (Fig. 1.3.1) y lasdistintas fracciones de agregado grueso a fin deque sean aptos para la elaboración de hormigo-nes.

El tamaño máximo de partícula es otro paráme-tro que caracteriza a un agregado. Se definecomo el tamiz IRAM de menor abertura a travésdel cual puede pasar el 95% del agregado.

Lo que más importa en el hormigón es la granu-lometría que ha de tener la mezcla de lasdiferentes fracciones de agregado grueso y laarena (agregados totales). La norma IRAM 1627también indica las granulometrías que deben te-ner las mezclas totales para los difere n t e stamaños máximos de piedra (Fig. 1.3.2).

La importancia de la granulometría de los agre-gados totales en el hormigón se debe a que porrazones de economía, mayor resistencia y mayorestabilidad volumétrica, conviene que los agrega-dos ocupen la mayor masa del horm i g ó n ,compatible con la trabajabilidad.

Esto se logra tratando que la mezcla de agrega-dos sea lo más compacta posible, es decir, que lacantidad de huecos dejada por los agregados seamínima; o sea, lograr la máxima “compacidad”.

El tener una distribución por tamaños adecuada

Tabla 1.3.2 Cálculo del módulo de finura de una arena.

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Para esto las granulometrías deben ser “conti-nuas”, es decir que no debe faltar ningúntamaño intermedio de partícula.

La pasta cementicia debe recubrir todas las partí-culas de agregado para “lubricarlas” cuando elhormigón está fresco y para unirlas cuando haendurecido.

Por lo tanto, cuanto mayor sea la superficie delos agregados mayor será la cantidad de pastanecesaria (Fig. 1.3.4).

Se ve que el tamaño máximo debe ser el mayorposible, esto es el máximo compatible con la es-tructura a hormigonar. Por ejemplo: para untabique será 19 mm, para un pavimento 50 mm,para el hormigón en masa de una presa 120 mm.

Contenido de finosEl contenido de finos o polvo no se refiere al con-tenido de arena fina ni a la cantidad de piedrasde tamaño menor, sino a la suciedad que presen-tan los agregados (tamaños inferiores a 0,075mm).

El contenido de finos es importante por dos as-pectos:

• a mayor suciedad habrá mayor demanda deagua, ya que aumenta la superficie a mojar y porlo tanto también aumentará el contenido de ce-mento si se quiere mantener constante larelación agua/cemento;

• si el polvo está firmemente adherido a los agre-gados, impide una buena unión con la pasta ypor lo tanto la interfase mortero-agregado seráuna zona débil por donde se puede originar la ro-tura del hormigón.

Es difícil de apreciar a simple vista si las arenastienen finos, pero se puede evaluar cualitativa-mente de las siguientes maneras:

hace que los huecos dejados por las piedras másgrandes sean ocupados por las del tamaño si-guiente y así sucesivamente hasta llegar a laarena, donde sus diferentes tamaños de granosharán lo propio (Fig. 1.3.3).


FIG. 1.3.3

Áridos de granulometría continua - mínimos vacíos

FIG. 1.3.4

FIG. 1.3.1 Curvas límites para arenas utilizadas en

hormigones IRAM 1627 “Agregados para hormigones”

FIG. 1.3.2 Curvas límites para agregados totales para

hormigones - Tamaño máximo 26.5 mm

IRAM 1627 “Agregados para hormigones”

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• observando los acopios, pueden notarse en susuperficie costras duras originadas por el deseca-miento de estos finos;

• haciendo una simple prueba consistente en co-locar un poco de arena en un re c i p i e n t etranslúcido con agua, agitar enérgicamente y de-jar reposar un par de minutos. Si la arena estásucia se diferenciará claramente en el fondo delrecipiente el depósito de arena y sobre éste, el dematerial fino.

FormaLa forma del agregado tiene gran influencia enlas propiedades del hormigón fresco y endureci-do, particularmente en lo que hace a la docilidady resistencias mecánicas respectivamente.

Las partículas redondeadas como son los cantosrodados resultan en hormigones muy dóciles, entanto que los agregados triturados dan lugar ahormigones menos trabajables aunque el efectoserá tanto menor cuanto más se aproximen a po-liedros de mayor número de caras (tabla 1.3.1).

Las formas elongada y la plana o lajosa dan lugara hormigones de peor calidad. Disminuyen la tra-bajabilidad del hormigón, obligando a un mayoragregado de agua y arena, lo que en definitiva setraduce en una disminución de la resistencia.

Además las formas lajosas tienden a orientarseen un plano horizontal, acumulando agua y airedebajo de ellas, lo que repercute desfavorable-mente en la durabilidad de los hormigones.

Por otra parte, aunque el tipo de material seamuy resistente, estas formas debilitan las piedrasy se pueden romper en el mezclado y la compac-tación del hormigón.

Los agregados triturados, cuando tienen buenaforma, resultan en hormigones con alta resisten-cia a la flexotracción, por lo que son lospreferidos para pavimentos para carreteras.

Textura superficialLa textura superficial de los agregados afecta lacalidad del hormigón en estado fresco y tienegran influencia en las resistencias, repercutiendomás en la resistencia a flexotracción que a com-presión.

La mayor rugosidad superficial de los agregadosaumenta la superficie de contacto con la pastade cemento; haciendo necesaria la utilización demayor contenido de pasta para lograr la trabaja-


FIG. 1.3.5

bilidad deseada (tabla 1.3.1), pero favorece la ad-h e rencia pasta-agregado y así mejora lasresistencias. Esto es característico de los agrega-dos de trituración.

En el caso de los canto rodados, su superficie eslisa, dan mejor trabajabilidad al hormigón peromenor adherencia pasta - agregado.

El caso de los canto rodados triturados planteauna situación intermedia entre las anteriores.

Absorción y humedadSe denomina absorción a la humedad del agre-gado cuando tiene todos sus poros saturadoscon agua pero la superficie del mismo está seca.Este estado se llama saturado superficie seca. Esen esta condición como se hacen los cálculos dedosificación para elaborar hormigón.

Pero el agregado puede tener diferentes estadosde humedad, como se ilustra a continuación enla figura 1.3.5

Si la piedra o arena tienen una humedad inferiora la absorción, se debe agregar más agua al hor-migón para compensar la que absorberán losagregados.

Por el contrario, si la humedad está por encimade la absorción, el agua a agregar al hormigónserá menor, ya que los agregados aportaránagua.

En el caso de las arenas dosificadas en volumen,se suma el inconveniente que las arenas ocupandiferentes volúmenes de acuerdo a la humedad,por un fenómeno denominado esponjamiento.

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Este fenómeno hace que una arena de río con 5- 7 % de humedad incremente su volumen en un25 % respecto de la misma arena en estado seco(Fig. 1.3.6).

Debemos ajustar la cantidad de agua a agregar alhormigón teniendo en cuenta la humedad de losagregados en el momento de elaborar el hormi-gón, ya que:

• si la humedad es alta, aumentará la relaciónagua-cemento y caerán las resistencias;

• si es baja, no se logrará la trabajabilidad desea-da.

Resistencias mecánicasLa influencia de los agregados en la resistenciadel hormigón no sólo es debida a la propia resis-tencia de éstos, sino también a su forma, textura,limpieza superficial y absorción.

Lo normal es que los hormigones tengan una re-sistencia a compresión comprendida entre 20 y50 MPa. Los agregados comunmente usados tie-nen resistencias muy superiores a estos valores.

Sin embargo cuando se quiere producir hormigo-nes de alta resistencia sí es necesario realizar unacuidadosa selección de los agregados, conside-rando su resistencia. En este caso particular elmortero cementicio alcanza resistencias muy al-tas y, por lo tanto, la piedra debe estar a un nivelsimilar o superior.


FIG. 1.3.6 Esponjamiento de arenas en función de su

contenido de humedad.

InestabilidadUn agregado se considera inestable cuando suscambios volumétricos pueden afectar la integri-dad del hormigón dando lugar a disgregacioneso fisuras. Las variaciones de volumen en los agre-gados pueden producirse principalmente enzonas de bajas temperaturas debidas a alternan-cias entre ciclos de hielo y deshielo.

Por esto es necesario verificar este aspecto delagregado mediante ensayos adecuados, tales co-mo el tratamiento del agregado con sulfatosódico.

Reacción álcali-agregadoLa reacción álcali-agregado se produce entre losálcalis, generalmente aportados por el cemento,y ciertos componentes reactivos que pueden te-ner algunos agregados, siempre que existancondiciones adecuadas de humedad.

Como resultado de esta reacción se produce ungel. Este gel absorbe agua, dando lugar a unahinchazón importante que puede originar fuertespresiones sobre la pasta de cemento, producien-do su rotura.

Es por esto que es necesario evaluar los agrega-dos desde el punto de vista de su reactividadalcalina potencial antes de ser utilizados en unhormigón. Los métodos de ensayo para esta eva-luación requieren de 6 meses a 1 año, aunquetambién se cuenta con ensayos acelerados orien-tadores de esta situación.

En ocasiones el ataque se manifiesta en las su-perficies del hormigón en forma de fisuras de“pata de gallo”.

Este fenómeno es importante en aquellas zonasdel país donde se dispone de agregados reactivos

Requerimientos normativosLos requerimientos físico-químicos de los agrega-dos finos y gruesos que garanticen la aptitudpara su uso en la elaboración de hormigones vie-nen dados en las normas IRAM 1512 y 1531respectivamente.

Antes de utilizar un material se debe verificar elcumplimiento de todos estos requerimientos afin de alcanzar en el hormigón la calidad busca-da.

12

1. Los constituyentes del hormigón1.4 Los aditivos

Tabla 1.4.1 Efectos principales de los aditivos.

F l u i d i f i c a n t e s Reducción de la necesidad de agua y/o mejoramiento de la

t r a b a j a b i l i d a d .

S u p e r- f l u i d i f i c a n t e s P ronunciada reducción de la necesidad de agua y/o mejoramiento de

la trabajabilidad para la obtención de un hormigón fluido.

I n c o r p o r a d o res de aire s P roducción y dispersión de minúsculas burbujas de aire en la masa

del hormigón para una mejor resistencia al hielo / sales anti-hielo.

R e t a rd a d o res de fragüe Demora en el inicio del fraguado del horm i g ó n .

A c e l e r a d o res de fragüe Aceleración del fraguado y del endurecimiento del hormigón, sobre

todo a bajas temperaturas.

A d i t i v o Efectos principales

1.4. LOS ADITIVOS

Definición y clasificaciónLos aditivos son sustancias que se agregan al hor-migón. A través de sus acciones químicas y/ofísicas, estas sustancias modifican determinadascaracterísticas del hormigón fresco y del endure-cido, como el fraguado, la trabajabilidad, elendurecimiento.

El uso de los aditivos se justifica por razones téc-nicas y económicas. Determinadas caracterís-ticas del hormigón fresco y del endurecido nopueden realizarse sin el agregado de aditivos. És-tos pueden contribuir a disminuir el costo de lamano de obra y de los materiales. Además per-miten el ahorro de energía y facilitan lacolocación del hormigón.

Las especificaciones y requerimientos de los adi-tivos para hormigón se encuentran en la normaIRAM 1663.

DosificaciónLos aditivos son agregados generalmente en for-ma líquida en pequeñas cantidades, en elmomento del mezclado. Su porcentual en pesocon respecto al cemento se sitúa habitualmenteentre 0,2 y 2 %. De todos modos la dosificacióndebe hacerse siguiendo las indicaciones del pro-ductor.

En la preparación de la fórmula del hormigón se-rá necesario tener en cuenta la parte de líquidointroducida para dosificaciones superiores a 1 %.De igual forma se tendrá presente la cantidad deaire introducida a la mezcla por medio de airea-

FIG. 1.4.1 Efecto de un superfluidificante (SF).

dores. Es necesario evitar las dosificaciones infe-r i o res al nivel de precisión de las balanzasconvencionales. La dosificación en defecto semanifiesta en la disminución rápida del efectodeseado, mientras que la dosificación en excesopuede tener efectos indeseables como demorasen el fraguado, la segregación o la pérdida de re-sistencia a la compresión.

Tipos principales de aditivos Fluidificantes (F, SF)

Los fluidificantes (F) y los superfluidificantes (SF)decididamente son los aditivos más utilizados pa-ra la elaboración del hormigón. La eficacia deestos aditivos está claramente representada en lafig. 1.4.1.

13

Las burbujas introducidas en el hormigón frescopersisten en el hormigón endurecido. En caso dehielo, éstas acumulan parcialmente el agua enmovimiento en los capilares, reduciendo así elriesgo de disgregación del conglomerado (fig.1.4.2) que resulta de la formación del hielo.

En la mayor parte de los casos, es suficiente unapequeña cantidad de aditivo para obtener el te-nor deseado de aire introducido. Este representa3-6 % del volumen del hormigón. En cada casose establece que el tenor de aire contenido en elhormigón no depende solamente del tipo y de ladosificación del aditivo sino también de otros fac-tores: tipo de cemento, naturaleza del agregadoy curva granulométrica del arena, consistencia,temperatura, intensidad y duración del mezcla-do, presencia de ulteriores aditivos o materialesagregados. La compatibilidad de nuevas combi-naciones debe ser absolutamente pro b a d amediante exámenes preliminares.

RetardadoresEstos aditivos retardan el inicio del fraguado de lapasta de cemento y prolongan el intervalo que sedispone hasta su uso. Se utilizan sobre todo parala confección de hormigones sin característicasparticulares. Las principales aplicaciones de losretardadores son las siguientes:

• Hormigonado a temperaturas elevadas.

• Transporte a larga distancia.

• Hormigonado de grandes volúmenes o superfi-cies extensas.


• los fluidificantes mejoran la trabajabilidad delhormigón en presencia de una relación A/C cons-tante (cantidad de agua de mezcla inalterada)(“1”);

• por otro lado, si se desea conservar el nivel detrabajabilidad, los fluidificantes permiten reducirla cantidad de agua necesaria y en consecuenciala relación A/C (“2”). En este caso aumentan laresistencia y la impermeabilidad;

• se puede además, si bien en forma controlada,conjugar los dos efectos, mejorando la trabajabi-lidad y reduciendo la relación A/C (“3”).

Finalmente y no por esto de menor importancia,se citan la ventaja económica, la mejor trabajabi-lidad y las mejores características finales delhormigón que derivan del agregado de fluidifi-cantes.

Un posible efecto secundario que se puede darseguidamente al uso de fluidificantes es una cier-ta demora en el fraguado. Aquí entran en juegolas características del cemento y de los agregadosusados. Por esto se recomienda verificar la com-patibilidad entre los constituyentes y los aditivos,sobre todo en el caso de dosificaciones elevadasde aditivo o también cuando se trabaja con másde un aditivo simultáneamente.

Incorporadores de aireEl rol de los aireadores es introducir en el hormi-gón millones de pequeñas burbujas de aire condiámetro comprendido entre 50 y 300 µm. Deesta manera se mejora sensiblemente la resisten-cia al hielo y a las sales anticongelantes (ver cap.3.5). Como resultado además se obtiene el mejo-ramiento de la trabajabilidad y la disminución dela segregación.

Regla práctica: El 1% de aire introducido enel hormigón corresponde a una disminuciónde la cantidad de agua de amasado igual a 5l/m3 y produce una trabajabilidad similar a laque se obtendría con el agregado de 10-15Kg de agregados finos.

La pérdida de resistencia es un efecto indeseableque se produce con el uso de los incorporadoresde aire.

Regla práctica: a cada % de aire ocluido co-rresponde una pérdida de resistencia igualde 1 a 3 Mpa.

FIG. 1.4.2 Formación de hielo.

14

• Supresión de las juntas de trabajo en caso depausas de trabajo programadas (ninguna discon-tinuidad entre las etapas de trabajo).

• Atenuación de la liberación de calor derivadode la hidratación en el hormigón masivo.

Un hormigón con agregado de retardante endu-rece más lentamente en la fase inicial (fig. 1.4.3),pero desarrolla resistencias después de 28 días amenudo levemente más elevadas que el hormi-gón convencional. A causa del endurecimientoinicial retardado, el hormigón con agregado deretardadores necesita de un cuidado particular.Dado que el efecto deseado depende fuertemen-te del tipo de retardante como también delcemento utilizado y de la temperatura ambiental,es absolutamente indispensable la ejecución deexámenes preliminares a diversas temperaturas.En el caso de una dosificación en exceso, el efec-to de los retardadores puede llegar a inhibir elfraguado o, por el contrario, ser invertido, trans-formándolos en acelerantes.

Acelerantes Los acelerantes y los productos anticongelantesaceleran el inicio del fraguado y liberan más rápi-damente el calor de hidratación. La mayor partede estos aditivos acelera también el endureci-miento del hormigón. Estos permiten ademásdesencofrar, someter a cargas o también exponerel hormigón al hielo dentro de un intervalo detiempo bastante más corto.

El efecto de aceleración depende en gran medi-da de su constitución química y de la delcemento utilizado. Prácticamente, éstos causansiempre una pérdida más o menos importante dela resistencia final del hormigón (Tab. 1.4.2).

En el caso de una dosificación excesiva, se obser-va una demora más que una aceleración delfraguado y el endurecimiento (efecto contrario).

Los acelerantes en base a cloruros usados en elpasado no se emplean más porque favorecen laacción corrosiva de la armadura.

Siendo difícil cuantificar su efecto, los acelerantesson utilizados sólo en casos particulares:

• Hormigón proyectado.

• Hormigonado a bajas temperaturas.

• Intervalo de desencofrado muy corto.

• Hormigonado en contacto con aguas en escu-rrimiento.

• Anclajes.

• Trabajos de reparación.

• Impermeabilización rápida de infiltraciones deagua.

No obstante que el agregado de los aditivos per-mite a menudo obtener intere s a n t e sprestaciones, no se debe olvidar el hecho que és-tos introducen una mayor complejidad en elsistema agregado - agua - cemento. Por esta ra-zón es que el uso de los aditivos requiere muchaatención por parte del usuario.

La mezcla de determinados aditivos puede tam-bién producir reacciones no deseadas. Por estemotivo se aconseja no mezclar los aditivos queprovienen de distintos productores.


FIG. 1.4.3 Resistencia mecánica del hormigón:

efecto de los retardadores y de los acelerantes.

15

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.1 Composición del hormigón

Tr a b a j a b i l i d a d + + - + +

S e g re g a c i ó n / b l e e d i n g + - +

Fraguado - aceleración + +

- re t a rd o + +

C o m p o rtamiento frente al bombeo +

Resistencia inicial + + + - -

Resistencia final + - + -

P e rm e a b i l i d a d + - +

Resistencia al hielo en presencia de sales + - - + +

a n t i - h i e l o

H o rmigonado a bajas temp. + + -

H o rmigonado a temp. elevadas - +

++efecto deseado + efecto positivo - riesgo de efectos no deseados

F l u i d i f i c a n t e A c e l e r a n t e s R e t a rd a d o re s I n c o r p o r a d o re sEfecto sobre de fragüe de fragüe de aire

TABLA 1.4.2 Efectos de cuatro tipos principales de aditivos.

FIG. 2.1.1 Composición

del hormigón

2.1 COMPOSICIÓN DEL HORMIGONEn la figura 2.1.1 se nota claramente cómo losagregados constituyen el elemento predominan-te del hormigón, ya sea desde el punto de vistavolumétrico como en relación al peso. A fin deasegurar la trabajabilidad del hormigón frescocomo así también la hidratación del cemento, elagua de amasado debe mojar completamente lasuperficie de los granos de la mezcla. Es enton-ces interesante observar los constituyentes delhormigón desde la óptica de la superficie queaportan. En este sentido, sin dudas el cemento esel elemento dominante. Este es además el únicocomponente que, reaccionando con el agua, es-tá en condiciones de desarrollar re s i s t e n c i a smecánicas.

16


Dosificación del hormigónPara la determinación de la composición del hor-migón, o sea su dosificación, es necesario que losproductores tengan en cuenta sobre todo las si-guientes características:

• Trabajabilidad.

• Resistencia mecánica.

• Durabilidad.

• Costo.

Importancia de la relación agua/ce-mento (relación A/C)La relación A/C es uno de los factores clave quetienen influencia sobre el conjunto de propieda-des del hormigón (fig. 2.1.2). Describiendo laspropiedades que debe tener el hormigón, el in-geniero fija a menudo la relación A/C. De todosmodos en la práctica es relativamente difícil me-dir con precisión el contenido de agua en elhormigón. Es por esto, que muchas veces, en elmomento de la elaboración, se hace referencia ala medida de consistencia. Como la consistenciaestá en estrecha relación con el contenido deagua, resulta más simple determinar las variacio-nes en el contenido de agua de un hormigóndeterminado a través de los cambios en su con-sistencia. Con cierta experiencia, este métodoofrece una precisión aceptable.

Elección de la relación agua/cemen-toLa elección de la relación A/C depende principal-mente de la agresividad del ambiente al queestará expuesto el hormigón y de los requisitosmecánicos que el hormigón endurecido debe sa-tisfacer.

El reglamento CIRSOC 201, no formula una exi-gencia precisa de la relación A/C, sin embargoestablece límites máximos para una cantidad de-terminada de casos. La práctica muestra que esmás bien difícil obtener una relación A/C menora 0,45 y una trabajabilidad normal.

Dosificación mínima de cementoUna dosificación de cemento suficiente protegela armadura de la corrosión. Esta protección esasegurada por la fuerte alcalinidad que propor-cionan los álcalis y el hidróxido de calcio que se

FIG. 2.1.2 Influencia de la relación A/C sobre las

características del hormigón.

17

forma durante la hidratación y también por unareducida porosidad del hormigón. A los fines deque esta protección esté siempre asegurada, elreglamento CIRSOC 201 prescribe que el hormi-gón contenga como mínimo 280 Kg. de cementopor m3 de hormigón. Esta dosificación puede sera veces reducida a 200 Kg/m3 para los elementosde hormigón masivo armado que no están ex-puestos a medios agresivos y cuyosrecubrimientos de armaduras igualan o superanlos 10 cm.

Para el hormigón a la vista o también cuando seusan agregados triturados, se recomienda au-mentar la dosificación de cemento en el ordendel 10%.

Porosidad del hormigón Una mezcla de agregados bien proporcionada,que sigue una curva granulométrica continua,producirá un hormigón de buena trabajabilidad,elevada cohesión y una reducida tendencia a lasegregación. Al mismo tiempo ésta será poco po-rosa y por lo tanto dispondrá de una durabilidadprolongada (figs. 2.1.3 y 2.1.4).

Las mezclas a granulometría discontinua debe-rían ser utilizadas solamente en casos especialesdonde se apunta a ventajas específicas, como porejemplo un mejor comportamiento al bombeo.Para este tipo de composición es absolutamentenecesario que las fracciones granulométricas ha-yan sido clasificadas con cuidado.

Cálculo volumétricoEl cálculo de la composición ponderado de un

hormigón se basa sobre el volumen absoluto quecada componente ocupa en 1 m3 o también en1000 l de hormigón puesto en uso. Este volumense obtiene dividiendo el peso de cada componen-te por el peso específico:

Volumen [l] = peso [Kg.]Peso específico [Kg./l]

Dejando de lado los agregados, el peso de losrestantes componentes es conocido por condi-ciones de resistencia, durabilidad ytrabajabilidad:

• El cemento.

• El agua total.

• Los aditivos.

Es necesario además tener en cuenta el volumenocupado por el aire ocluido (en general 1,0-1,5%) o por el aire incorporado artificialmente en elinterior del hormigón.

El ejemplo siguiente propone un esquema de cál-culo para el cómputo del peso de los agregados(8) y la masa volumétrica del hormigón fresco(10) al momento de la preparación de la dosifica-ción.

EjemploRequisitos:

Dosificación del cemento: 325 Kg/m3

Relación A/C: 0,48

Fluidificante: 1,0 % del peso del cemento(aprox. 3 Kg.).


FIG.2.1.3. Un hormigón monogranular presenta un elevado

tenor de vacíos: su porosidad es elevada (representación

esquemática).

FIG. 2.1.4 Un hormigón con granulometría continua

presenta un tenor de vacíos óptimo: su porosidad es

reducida (representación esquemática).

18

C e m e n t o 3 2 5 3 , 1 5 3 2 5 / 3 , 1 5 = 1 0 3 ( 1 )

Agua total 1) 1 5 6 1 , 0 0 1 5 6 ( 2 )

F l u i d i f i c a n t e 3 1,00 apro x . 3 ( 3 )

A i re ocluido - - - - 1 5 ( 4 )

S u b t o t a l 4 8 4 ( 6 ) 2 7 7 ( 5 )

A g regados secos 723x2,70= 1.952 (8) 2 , 7 0 1.000-277= 723 ( 7 )

H o rmigón fre s c o 484+1.952= 2.436 (9) Masa volumétrica 2,436 (10) 277+723= 1.000

Cálculo por 1m3 1.000 litro s

C o n s t i t u y e n t e P e s o ( K g . ) Peso específico Volumen ( l )( K g . / l )


2.2 Trabajabilidad y consistencia

Tabla 2.1.1

1)Agua total = agua de la mezcla + agua (o humedad) de

los agregados (1)-(10): orden de cálculo.

2.2 TRABAJABILIDAD Y CONSISTENCIA

Importancia de la trabajabilidadUna buena trabajabilidad facilita el transporte yel uso del hormigón, o sea la colocación en losencofrados y la compactación. Además, ésta in-fluye favorablemente en el costo de estasoperaciones.

En cuanto al hormigón endurecido, su resistenciay sobre todo su durabilidad, dependen directa-mente de una buena preparación, de undesencofrado perfecto y de una compactaciónadecuada, operaciones éstas que pueden llevarsea cabo de modo correcto sólo si la trabajabilidades adecuada.

Definición de la trabajabilidad y la consistenciaEl concepto de trabajabilidad del hormigón noresponde a una definición precisa. Este englobavarias propiedades interdependientes como laconsistencia, la cohesión (adherencia interna), latendencia a la homogeneidad, la plasticidad y latixotropía. Desde el punto de vista científico, laconsistencia resulta del frotamiento interno delconjunto de las partículas suspendidas en el aguade amasado, y puede ser estimada prácticamen-te mediante diversos métodos de examen.

Métodos de examen para la consistenciaEn Argentina, se utilizan corrientemente dos mé-todos de examen para la valoración de laconsistencia del hormigón: el método de asenta-miento en el cono de Abrams y el método deextendido en la mesa de Graff.

Estos dos métodos (Figs. 2.2.1 y 2.2.2) no son re-comendables de la misma manera en los diversoscampos de consistencia.

La tabla 2.2.1 indica los métodos más apropiadospara cada sector de consistencia como tambiénlos valores característicos.

Control de la trabajabilidad en elinicio del hormigonado.Valores de consistencia similares para hormigo-nes provenientes de hormigoneras distintas, nogarantizan una trabajabilidad riguro s a m e n t e

Premisa:

Porosidad normal, aire ocluido 1,5 % del volu-men del hormigón (= 15 l).

Para obtener la dosificación efectiva a aplicar, sedeberá obviamente aumentar cada fracción gra-nular con el peso de la humedad contenida(generalmente 4-6% para la arena y 1-3 % parala piedra). Se deberá además reducir proporcio-nalmente el agua total con el objetivo de obtenerla cantidad de agua de la mezcla (Tabla 2.1.1).

19

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.2 Trabajabilidad y consistencia

idéntica. Los resultados pueden ser influenciadospor la elección de los constituyentes como tam-bién por el método de elaboración. Serecomienda entonces verificar al comienzo la tra-bajabilidad del hormigón y corregir laconsistencia en caso de ser necesario.

En el caso de un cambio en la fuente de aprovi-sionamiento de los agregados o en la curvagranulométrica de los mismos, será necesariocontrolar los valores de consistencia prescritospara el trabajo en curso.

Los fluidificantes mejoran la consistenciaGracias a los fluidificantes, en particular a los su-p e rfluidificantes, es posible confeccionarhormigones con relaciones A/C= 0,5 o menores ycon consistencias plástica - blanda - fluida.

El mejoramiento de la consistencia no deberíanunca ser realizado mediante el posterior agrega-do de agua.

FIG. 2.2.1.

Método de la

mesa de Graff.

FIG. 2.2.2

Asentamiento en

el cono de

Abrams

TABLA 2.2.1. Campos de consistencia y métodos de

examen.

La tabla es conceptual, por valores normalizados remitirse

a la norma IRAM 1666 y reglamento CIRSOC 201.

Campos de E x t e n d i d o A s e n t a m i e n t oc o n s i s t e n c i a E= ø (mm) A = s (mm)

R í g i d a I n a p ro p i a d a I n a p ro p i a d o

P l á s t i c a 3 0 0 - 4 0 0 1 0 - 7 0

B l a n d a 4 1 0 - 5 0 0 8 0 - 1 5 0

F l u i d a > o = 510 > o = 160

Influencia de otras característicasdel hormigón sobre su consistencia.Además de los aditivos muchos otros factores tie-nen influencia sobre la consistencia. Lamodificación de factores aislados o también la deun conjunto de ellos, no actúan solamente sobrela consistencia sino además sobre la resistencia (yotras características más) del hormigón, a menu-do en sentido opuesto.

La tabla 2.2.2 muestra los efectos sobre la consis-tencia y la resistencia al variar determinadosparámetros de base del hormigón.

La trabajabilidad disminuye con eltiempoEs inevitable que la mezcla se vaya rigidizandoluego de terminada la fase de mezclado, hechoéste que se traduce en un empeoramiento de latrabajabilidad (Fig. 2.2.3). Nótese al respecto queel valor nominal utilizado puede referirse al de fi-

20

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.2 Trabajabilidad y consistencia

2.3 Elaboración y transporte

FIG. 2.2.3 Relación entre el tiempo que transcurre luego de

terminado el mezclado y la consistencia.

Mejoramiento de la continuidad en la granulometría

Aumento del tenor en agregados redondos

Aumento del tenor en agregados triturados

Aumento del agua de la mezcla

Aumento de la temperatura del hormigón fre s c o

Empleo de superfluidificantes

Empleo de incorporadores de aire

Empleo de re t a rd a d o res

Efecto favorable Efecto desfavorable Ningún efecto part i c u l a r

Efecto sobre la Efecto sobre Va r i a c i ó n c o n s i s t e n c i a la resistencia a la

c o m p re s i ó n

TABLA 2.2.2 Efecto de la variación de diversos parámetros sobre la

consistencia y la resistencia del hormigón.

2.3. ELABORACION Y TRANSPORTE

Dosificación de los componentesLa correcta elaboración de un hormigón para unadeterminada composición, depende en gran me-dida del equipamiento del cual se dispone en laobra. Los dispositivos de dosificación y pesaje de-ben garantizar la determinación exacta de las

nalización del mezclado o también al momentode abastecimiento en obra. Este efecto se notasobre todo en presencia de condiciones atmosfé-ricas part i c u l a rmente calurosas, como asítambién operando con cemento de fraguado rá-pido.

proporciones requeridas de los componentes: ce-mento, agregados, agua de amasado y aditivos.A veces estas operaciones son efectuadas con sis-temas poco adecuados como son los dedosificación volumétrica.

El orden con el cual los componentes son intro-ducidos en la hormigonera, reviste granimportancia y debe ser objeto de exámenes pre-liminares. Este influye sobre todo en:

• la buena dispersión de los componentes;

• la eficacia del mezclado;

• el efecto óptimo de los aditivos;

• el rendimiento de la instalación;

• el desgaste.

Mezclado de los componentesLa función de la hormigonera es la de combinarcada uno de los componentes en una mezclaperfectamente homogénea garantizando lo si-guiente:

• intensidad de mezclado elevada;

• dispersión rápida de los componentes;

• recubrimiento óptimo de los agregados pormedio de la pasta de cemento;

• llenado y vaciado rápido;

• desgaste mínimo.

A cada tipo de hormigonera corresponde un lími-te de carga mínimo por debajo del cual lahomogeneidad no puede ser garantizada.

21

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.3 Elaboración y transporte

FIG. 2.3.1. Relación entre el tiempo de mezclado y el grado

de homogeneidad de una mezcla.

Tiempo de mezcladoDefinición:

Tiempo de mezclado = duración del mezcladoa partir del momento en el cual el agua hace con-tacto con el cemento en la hormigonera.

El tiempo de mezclado varía según el tipo deequipo utilizado y debe ser determinado me-diante exámenes preliminares apropiados.

Si se necesita agregar agua, se debe prolongar enconsecuencia el tiempo de mezclado.

Considerando el grado de homogeneidad de lamasa en función al tiempo de mezclado, se cons-tata que la homogeneidad crece muyrápidamente al comienzo para luego acercarseasintóticamente al valor máximo teórico de

FIG. 2.3.2 Diagrama típico de la potencia de corriente

eléctrica consumida por la hormigonera durante el

mezclado.

100% (fig 2.3.1 y 2.3.2).

La experiencia práctica y un gran número de exá-menes han mostrado que además de lahomogeneidad, otros factores asumen un rol im-portante para la calidad del hormigón. Así porejemplo, un mezclado enérgico favorece la dis-persión del cemento (Fig. 2.3.3).

La norma IRAM 1666 parte II, establece los tiem-pos de mezclado para distintas condiciones deelaboración.

Transporte del hormigónEl hormigón elaborado debe ser transportado lomás velozmente posible desde la hormigonera ala obra. Obviamente debe ser usado rápidamen-te para poder conservar su calidad.

La calidad del camino influye fuertemente en lasegregación de la mezcla, en relación a esto, só-lo las motohormigoneras están en condicionesde garantizar un transporte adecuado de un hor-migón con consistencia plástica – blanda.

Al llegar a la obra, el responsable de los trabajosdebe controlar el parte de entrega y la calidad almenos de las primeras cargas. Si el hormigón estransportado por motohormigonera, es necesa-rio que éste sea mezclado al momento del arribopor 1-2 minutos antes de ser descargado, sobretodo cuando se trata de hormigones con aditivoincorporador de aire.

El agregado de agua suplementaria debe ser evi-tado en la medida de lo posible, dado que ésta

22

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.3 Elaboración y transporte

2.4 Uso y compactación

FIG. 2.3.3 Influencia del tiempo de mezclado sobre el

aumento de la resistencia del hormigón.

2.4 COLOCACION Y COMPACTACION

Transporte y colocaciónLa tabla 2.4.1 indica los principales sistemas detransporte del hormigón en función de su consis-tencia y de las particularidades de las obras.

El volumen suministrado y los sistemas de trans-porte del hormigón deben ser armónicos entreellos. La colocación del hormigón se debe realizara un ritmo constante en estratos horizontales de

última está fuera de control y no se distribuye enmodo óptimo. De todos modos, si el responsablede los trabajos considera absolutamente necesa-rio un agregado, este hecho deberá sermencionado en el remito de entrega. El agrega-do de agua no se debe realizar bajo ningúnpunto de vista en vehículos no aptos para el mez-clado.

Si un vehículo no puede ser descargado en elmomento de su arribo a la obra, debe esperar enun lugar protegido (a la sombra o bajo techo). Sila espera se prolonga, el hormigón sólo podrá serutilizado para trabajos secundarios o provisorios(rellenados, caminos de obras, etc.).

espesor lo más regulares posibles. Para evitar lasegregación, la altura de la caída no debería su-perar los 50 cm. Si la distancia a la superficiesupera los 2 m, el hormigón debería ser coloca-do con el auxilio de tubos o de flexibles.

CompactaciónUna compactación adecuada es esencial para ladurabilidad del hormigón.

Las ventajas de un hormigón compacto son las si-guientes:

• elevada impermeabilidad;

• mejor durabilidad;

• elevada resistencia a la compresión;

• mejor adherencia del hormigón a la armadura.

Métodos de compactaciónLa elección del método de compactación depen-de de la consistencia del hormigón.

El método más utilizado y también el más eficazconsiste en tratar el hormigón con vibradores in-ternos (vibradores a aguja) o también vibradoresexternos (vibradores para el encofrado). Muchasveces se recurre también a la combinación de es-tos métodos.

La vibración hace que los granos de los agrega-dos se acerquen entre sí, el aire suba a lasuperficie y los vacíos se rellenen con la pasta decemento. A pesar de esto, en el interior de la ma-triz de hormigón queda aire que se define como“aire ocluido” y que ocupa aproximadamente un1,5 % del volumen del hormigón, dependiendodel tamaño máximo del agregado utilizado.

Campos de aplicación de los vibra-dores a aguja a alta frecuencia (tabla 2.4.2)

La experiencia muestra que la frecuencia de12.000 vibraciones por minuto es la más adecua-da para los hormigones convencionales. Parahormigones de granulometría fina es necesarioaumentar la frecuencia hasta las 18.000 vibracio-nes por minuto.

Las reglas de compactación• El vibrador a aguja es introducido en el hormi-gón en forma rápida y a distancias regulares;después de haberlo dejado un breve tiempo en la

23

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.4 Uso y compactación

TABLA 2.4.1 Sistemas de transporte del hormigón en función a su consistencia.

Cinta transport a d o r a

G r ú a

Tubo vert i c a l

B o m b a

Plano inclinado (largo máx.3 m)

Canal inclinado

Colocación mediante Consistencia del horm i g ó nR í g i d a P l á s t i c a B l a n d a F l u i d a

profundidad máxima, debe ser levantado suave-mente y finalmente extraído de forma tal que lasuperficie del hormigón vuelva por sí sola a to-mar forma. Si la apertura dejada por el vibradora aguja no toma su forma por sí sola, significaque la consistencia del hormigón es demasiadorígida, que el fraguado ya se inició, o que el tiem-po de vibración no es suficiente.

• No es correcto distribuir el hormigón utilizandoel vibrador a aguja.

• La distancia entre los puntos de inmersión de laaguja debe ser elegida de manera tal que loscampos de acción se superpongan ligeramente.

• Es necesario suspender la vibración cuando enla superficie se forma un sutil estrato de mezclafina y las grandes burbujas de aire comienzan aaflorar de modo esporádico.

• Si se coloca hormigón “fresco sobre fresco”, elvibrador a aguja debe penetrar a una profundi-dad de 10-15 cm en el estrato inferior para poderasegurar la continuidad y homogeneidad entrelos distintos estratos (Fig. 2.4.1).

Regla práctica: Distancia entre los puntos de inmersión = 10 ve-ces el diámetro de la aguja.

< 40 3 0 2 5

4 0 - 6 0 5 0 4 0

> 60 8 0 7 0

D i á m e t ro D i á m e t ro Distancia entre de la aguja del campo de los puntos de

( m m ) acción (cm) inmersión (cm)

TABLA 2.4.2 Campo de acción y distancia entre puntos deaplicación del vibrador.

FIG. 2.4.1: Uso en estratos y distancia entre los puntos de

compactación.

Revibrado Introduciendo el vibrador en la masa de hormi-gón precompactada (antes del inicio delfraguado), se puede mejorar ulteriormente lacompacidad. Esta técnica es ideal sobre todo pa-ra los hormigones con valores elevados de A/C,con reducida retención de agua o también paraaquéllos en los cuales la colocación ha sido difí-cil. De esta manera se pueden colmar los vacíosproducidos por el asentamiento del hormigónfresco alrededor de la armadura horizontal. Lacondición necesaria para lograr un buen revibra-do es que éste sea llevado a cabo en el momentojusto, cuando el hormigón está todavía trabaja-ble. El revibrado es la tarea más difícil y deberíaser llevada a cabo por personal especializado.

24

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.5 Curado

2.5 CURADO

Objetivo del curadoSe entiende por curado el conjunto de medidasque tienen la función de proteger el hormigón,desde el momento de la colocación hasta el de-sarrollo de resistencias suficientes, mejorando asíla calidad.

Uno de los mayores peligros para el hormigónfresco es la deshidratación precoz: ésta se iniciaen superficie y se propaga en profundidad impi-diendo una buena hidratación de la pasta decemento. Esta, debe poseer una densidad eleva-da y de este modo una porosidad mínima, sobretodo en las zonas directamente bajo la superficie.Sólo así, la pasta de cemento está en condicionesde oponer resistencia a las agresiones externas ya la carbonatación antes que alcancen la arma-dura.

El curado debe proteger al hormigón de:

• Deshidratación precoz debida al viento, al sol,al frío seco.

• Temperaturas extremas (calor – frío y grandesamplitudes térmicas).

• Intemperie.

• Acción prematura de sustancias nocivas comoaceites, y otras.

Deshidratación precozEs muy importante que las medidas de protec-ción contra la deshidratación precoz sean fijadasdesde la colocación del hormigón, dado que lapérdida prematura de agua en superficie es muygrave.

Posible efectos no deseados:

• Aparición de importantes fisuras de contrac-ción plástica (ver cap. 3.2., “Formación defisuras”).

• Pérdida de resistencia.

• Tendencia al desarenado de la superficie.

• Reducción de la impermeabilidad y de la dura-bilidad.

• Disminución de la resistencia al desgaste.

Medidas de protección contra la deshidratación precoz del hormigón:• Retardar el desencofrado.

• Cubrir con láminas plásticas (Fig. 2.5.1).

• Cubrir con paños aislantes (Fig. 2.5.2).

• Cubrir con un estrato protector de manera demantener la humedad (yute, paños geotextiles).

• Rociar con un agente protector líquido (com-puestos formadores de membrana, Fig. 2.5.3).

• Regar continuamente con agua.

• Conservar los elementos de hormigón bajoagua.

• Combinar más métodos protectores.

FIG. 2.5.3 Regado de un compuesto formador

de membrana sobre una calle de hormigón.

FIG. 2.5.1 Cobertura de un techo de hormigón

con una lámina de plástico.

FIG. 2.5.2 Protección

aislante de una pilastra.

25

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.5 Curado

2.6 Encofrado

Velocidad de deshidratación (Evaporación)La velocidad de deshidratación depende de los si-guientes factores:

• Temperatura del aire.

• Temperatura del hormigón.

• Humedad relativa del aire.

• Velocidad del viento.

Las figs. 2.5.4 y 2.5.5 ilustran la acción de estosfactores.

FIG. 2.5.4 Efecto del mantenimiento de un ambiente

húmedo sobre el desarrollo de las resistencias del

hormigón.

FIG. 2.5.5 Contracción del hormigón fresco (protegido y

no) como consecuencia de condiciones meteorológicas

adversas.

Diferencias extremas de temperaturaEl hormigón se dilata con el calor y se contraecon el frío. Si estas deformaciones son impedidaso también si el salto térmico es grande, puedenformarse tensiones internas. En el caso en que lastensiones internas del hormigón fresco son másgrandes que la resistencia a la tracción, se forma-rán fisuras. Por esta razón es necesario evitarsometer al hormigón aún sin endurecer a consi-derables amplitudes térmicas entre el núcleo y lasuperficie.

La tabla 2.5.1 muestra una selección de medidasde protección capaces de defender al hormigónde los saltos de temperatura (véase sobre este te-ma también el capítulo 3.2 sobre la formación defisuras).

Medidas para el curadoEl método aplicado (tabla 2.5.1) y la duración delcurado dependen esencialmente del ambientecircundante y del tipo de hormigón.

IntemperieLas distintas condiciones del medio ambientepueden alterar las propiedades del hormigónfresco, lo cual también modificará las propieda-des del hormigón endurecido.

2.6. ENCOFRADOEl encofrado contribuye en buena parte al éxitode una construcción. Éste condiciona ya sea elaspecto como el color de la superficie y otorgaal hormigón su dimensión arquitectónica. Noobstante esto, muchas veces sucede que no se lededica la debida atención.

Elección del encofradoEl constructor se ocupa generalmente de la elec-ción del encofrado basándose en los siguientescriterios:

• Tipo de obra o de elemento constructivo.

• Requisitos de calidad de la superficie de hormi-gón.

• Número de posibles reutilizaciones del enco-frado.

• Dificultad de montaje.

• Capacidad de aislamiento térmico.

• Precio.

26

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.6 Encofrado

Materiales para el encofrado• Tablas de madera común, no cepillada.

• Paneles de madera tratada.

• Paneles estratificados.

• Encofrados plastificados (poliéster, poliestireno,linóleum, elastómero, etc.).

• Encofrados metálicos.

Requisitos para el encofrado• Dimensiones precisas.

• Estanqueidad (Fig. 2.6.1)

• Rigidez, ausencia de deformaciones.

• Limpieza.

• Adherencia reducida al hormigón endurecido(Figs. 2.6.2 y 2.6.3).

• Estética de la estructura de superficie (Fig.2.6.4).

M e d i d a sTemperatura externa en ºC

Inf. a -3 -3 a +5 +5 a +10 +10 a +25 Sup. a + 25

Cubrir las superficies expuestas,

aplicar una membrana de curado o

mantener la humedad mediante

regado continuo.

S u p e rficies encofradas: mantener la

humedad del encofrado de madera,

p roteger los encofrados metálicos

contra la insolación dire c t a .

Cubrir las superficies expuestas o

aplicar una membrana de curado.

Cubrir las superficies expuestas,

aplicar una membrana de curado.

P rotección térmica necesaria.

S u p e rficies encofradas: aplicar una

p rotección térm i c a .

Aislar las superficies expuestas y

calentar o aplicar una pro t e c c i ó n

t é rmica.La temperatura del hormigón

debe ser mantenida por encima

de los + 10 ºC al menos por 3 días.

TABLA 2.5.1 Medida para el curado en función de la

temperatura externa.

Tipos de encofradoEn línea general se puede sostener que cuantomás intenso es el carácter absorbente del enco-frado, más lisa y compacta resultará la superficiedel hormigón, dado que los encofrados están encondiciones de absorber el agua y las burbujas dea i re excedentes del hormigón fresco apenaspuesto en uso.

Para las superficies a la vista se debería utilizarsiempre la misma serie de paneles de madera,dado que el poder absorbente de la madera dis-minuye luego de cada uso, confiriendo alhormigón una particular sombra cromática. Lastablas comunes deberían ser saturadas con pastade cemento antes de su primer uso. De esta for-ma se podría uniformar en parte lasdesigualdades de la madera como también elimi-nar parcialmente los azúcares contenidos queperturban el fraguado y la hidratación del ce-mento (Fig. 2.6.5).

27


Los encofrados no absorbentes (hidrorrepelentes)favorecen el enriquecimiento localizado de laspartículas finas (microsegregaciones) y el aumen-to de la relación A/C. Esto deriva enirregularidades cromáticas en la superficie (“nu-bes”). Si las segregaciones asumen un caráctermás importante, pueden producirse sensiblespérdidas de durabilidad (ver capítulo 3.1, “Segre-gación del hormigón”). Para los elementos a lavista es entonces mejor utilizar encofrados absor-bentes o munidos de un estrato de drenaje (porejemplo fibras polipropilénicas).

Productos de desencofradoLos productos de desencofrado son empleadospara despegar sin dificultad los encofrados de lasuperficie del hormigón, conservando ambos in-tactos.

FIG. 2.6.1 Efecto de la falta de estanqueidad en el

encofrado.

FIG. 2.6.2 Daños en el recubrimiento del hormigón.

FIG. 2.6.3 Fragmentos de superficie de hormigón

adheridos al encofrado.

FIG. 2.6.4 Ejemplo de superficie texturada de hormigón

bien lograda.

FIG. 2.6.5 Superficie inferior de un techo de

estacionamiento: las diferencias cromáticas se deben a los

diversos grados de absorción de los encofrados utilizados.

Estos deben ser aplicados con cuidado en estra-tos finos y regulares antes de la ubicación de laarmadura. El exceso puede ser eliminado eficaz-mente con paños absorbentes (fig. 2.6.6).

La aparición de manchas o de variados coloresgrises sobre la superficie del hormigón se debea menudo a la aplicación incorrecta de los pro-ductos de desencofrado.

28


2.7 Hormigonado a temperaturas elevadas

FIG. 2.6.6 Efectos de un producto de desencofrar:

- A izquierda: bien distribuido, exceso retirado mediante

paño absorbente.

- A derecha: dosis excesiva.

2.7 HORMIGONADO A TEMPERATURAS ELEVADAS

Durante los meses de verano a menudo se cons-tata el descenso de las resistencias medias a 28días en algunos MPa. En este caso “se habla deagujero estival” (Fig. 2.7.1).

Se trata de un fenómeno conocido, típico de to-das las regiones donde se verifica una diferenciaimportante entre las temperaturas estacionales.Las causas principales son tres:

• En general vale el principio que cuanto más ele-vada es la temperatura del hormigón, tanto másacelerado es el proceso de hidratación (los crista-les con forma de aguja se desarrollan másrápidamente). Como resultado se observa un au-

FIG. 2.7.1 Relevamiento típico de la resistencia a la compresión y de la trabajabilidad. Se nota muy bien el “agujero estival”.

Los datos provienen de los documentos de control de calidad de una central de hormigón elaborado.

mento de las resistencias iniciales. Sin embargolos cristales con forma de aguja son diferentes aaquellos que se desarrollan a temperaturas másbajas y tienen una menor tendencia a entrelazar-se, lo que resulta en una porosidad más elevada.Dado que la resistencia final del hormigón de-pende de la compactación de los cristales y de laporosidad, es razonable que se verifiquen resis-tencias menores a largo plazo.

• A pesar que se recomiende no agregar agua alhormigón en la obra, esta operación puede evi-tar un endurecimiento precoz debido a la elevadatemperatura ambiental. Dado que como conse-cuencia del agregado de agua aumenta larelación A/C, se da inevitablemente una pérdidade resistencia y más aun una pérdida de durabili-dad.

Regla prácticaEl agregado de 10 litros de agua por m3 de hor-migón provoca una pérdida del orden de un10% en la resistencia a 28 días.

• En casos particulares, cuando existe una grandiferencia de temperatura entre los constituyen-tes del hormigón y el agua de mezclaproveniente de la red de distribución (fría tam-bién en verano), se puede observar unadistribución irregular del ligante en la mezcla, loque puede ocasionar pequeñas perdidas de resis-tencia.

Con el fin de mantener las pérdidas de resisten-

29

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.7 Hormigonado a temperaturas elevadas

FIG. 2.7.2 Influencia de la temperatura sobre el desarrollo

de las resistencias del hormigón.

cia debidas a la elevada temperatura ambientaldentro de un límite aceptable, la norma IRAM1666 parte I, “Hormigón de cemento Portland –Hormigón Elaborado“, prevé una temperaturamáxima de 30ºC para el hormigón fresco a colo-c a r. Para hormigones con característicasparticulares esta temperatura no debería superarlos 25ºC.

Además de la pérdida de resistencia y de durabi-lidad (Fig. 2.7.2), la elevada temperatura delhormigón puede ser la causa de ulteriores efec-tos no deseados:

• La hidratación acelerada del cemento se mani-fiesta a través de la disminución de latrabajabilidad inicial, que puede llevar hasta elendurecimiento y a la imposibilidad de colocar elhormigón (ver también capítulo 2.2).

• El hormigón se seca más rápido en la superfi-cie. Este fenómeno se agrava en presencia deviento, por insolación directa y por humedad am-biental reducida. El curado del hormigón (vercap. 2.5) contribuye a disminuir la pérdida deagua mediante el humedecimiento continuo, loque contribuye a evitar shocks térmicos en super-ficie. Sin la aplicación de estas medidas, lahidratación del cemento será incompleta y loselementos de construcción (de modo especial lassuperficies) no dispondrán de la resistencia finaldeseada ni tampoco de la durabilidad proyecta-da.

Medidas para el control dela temperatura del hormigónLa temperatura “t“ de un hormigón convencio-nal fresco puede ser estimada mediante lasiguiente fórmula simplificada:

En la fórmula se ve que la temperatura del ce-mento tiene una influencia mínima sobre latemperatura del hormigón. Además, el cementoraramente supera los 60ºC a la salida de las ins-talaciones de molienda.

Medidas para la reducción de la temperatura del hormigón• Equipar los silos para la piedra con un aislantetérmico.

• Enfriar la piedra gruesa con agua.1)

• Enfriar el agua de la mezcla con adición de hie-lo.1)

• En determinados casos y con el control de es-pecialistas, se puede también enfriar el hormigónpor medio de nitrógeno líquido.1) La cantidad de agua de mezcla debe ser reducida en la

proporción que corresponda.

El hormigonado a temperaturas ele-vadas exige una buena programa-ción, como así también una prepa-ración minuciosa• Coordinación meticulosa del suministro con lacolocación del hormigón para evitar todo tipo dedemoras.

• Prever los instrumentos y el personal suficientespara el hormigonado de manera de poder llevara cabo la colocación y la compactación sin inte-rrupciones.

• El contrapiso y el encofrado no deben absorberel agua del hormigón fresco, por lo que es nece-sario mojar la estructura del encofrado antes delhormigonado (Fig. 2.7.3). No obstante, debe evi-tarse el mojar excesivamente la estructura delencofrado que podría formar charcos de agua re-sidual.

• Si las condiciones para un hormigonado correc-to a temperatura elevada no están dadas,independientemente de las razones, es necesariopostergar la operación hasta que la temperaturahaya bajado.

t hormigón = 0,7x t agregados +0,2x t agua + 0,1x t cemento

30

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.7 Hormigonado a temperaturas elevadas

2.8 Hormigonado a bajas temperaturas

FIG. 2.7.3 Humectación del encofrado.

• Dentro de ciertos límites, el uso de retardado-res para el fraguado permite paliar losinconvenientes derivados de una hidrataciónmuy veloz del cemento. Los retardadores tienenmuy poca influencia sobre el endurecimiento pre-coz del hormigón y exigen un curadoprolongado. La dosificación adecuada del aditi-vo re t a rdante deberá ser determ i n a d aúnicamente por medio de exámenes prelimina-res que comprueben su eficacia.

Colocación y compactación• Son esenciales tiempos de espera mínimos yuna colocación rápida.

• El personal que trabaja en las obras debe estarinformado en relación con las particularidades ylas exigencias del hormigonado a temperaturaselevadas.

FIG. 2.7.4 Vaporización de un producto para formación de

membrana de curado inmediatamente después de la

terminación superficial.

• En caso de esperas imprevistas, es necesarioque el hormigón que se encuentra en el camiónsea protegido del viento y del sol. La motohormi-gonera puede ser enfriada desde el exterior conagua.

• El agregado de agua en la obra está absoluta-mente prohibido. Frente a casos excepcionales deagregado de agua en la motohormigonera debe-rán valorarse los efectos nocivos de la adición deagua y asegurar un mezclado vigoroso.

Este agregado debe figurar siempre en el remitode entrega.

Curado del hormigón: las horas si-guientes a la colocación son deter-minantes• El curado inmediato y prolongado cuanto tiem-po sea necesario, evita la deshidratación delhormigón, reduce el riesgo de formación de fisu-ras y aumenta la impermeabilidad como tambiénla resistencia a la compresión.

• El curado debe iniciarse inmediatamente des-pués de la colocación del hormigón (Fig. 2.7.4).

2.8. HORMIGONADO A BAJASTEMPERATURAS

Riesgos ligados a las bajas tempera-turasCuando hace frío, es necesario tomar medidasindispensables para la elaboración y la colocacióndel hormigón.

La norma IRAM 1666 y el Reglamento CIRSOC201 hacen referencia a requisitos y medidas es-peciales para la colocación del hormigón si latemperatura ambiente está por debajo de +5ºC.

Ni bien la temperatura del hormigón desciendepor debajo del límite de los 0ºC, el desarrollo delas resistencias es casi nulo. Si el agua contenidaen el hormigón joven se congela, ésta puedecausar deformación o lo que es más, la disgrega-ción y la rotura de la matriz.

Si la temperatura externa está por debajo de -3ºC, es necesario tomar las medidas adecuadasa los fines de que la temperatura del hormigónsea al menos de +10ºC.

31

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.8 Hormigonado a bajas temperaturas

FIG. 2.8.1 Tiempo necesario para alcanzar la resistencia al

hielo (5 MPa) en función de la relación A/C para diversos

tipos de cemento y temperaturas del hormigón.

Se considera en general que el hormigón está encondiciones de resistir al hielo ni bien su resisten-cia a la compresión supera los 5 MPa. Elreglamento CIRSOC 201 establece éste umbralen 7 MPa y exige además la protección del hor-migón contra el hielo hasta que se hayaalcanzado la resistencia mencionada.

La figura 2.8.1 permite evaluar el tiempo necesa-rio para que un hormigón alcance la resistencia alhielo en función de la relación A/C, teniendo encuenta la temperatura del hormigón como tam-bién el tipo de cemento utilizado.

Medidas para la elaboración del hormigón a bajas temperaturas Las siguientes medidas mejoran el desarrollo delas resistencias y la evolución de la temperaturadel hormigón durante la elaboración, en presen-cia de bajas temperaturas ambiente:

• Elevar la temperatura del hormigón precalen-tando el agua de la mezcla y/o los agregados.

• Aumentar la dosificación del cemento sin mo-dificar los otros componentes de la mezcla. Deesta manera aumentará también la resistenciainicial.

• Bajar la relación A/C incorporando un superflui-dificante (SF); cuanto menos agua contenga el

hormigón menos sensible será al hielo.

• Acelerar el desarrollo de las resistencias me-diante la introducción de un aditivo acelerante defraguado y endurecimiento.

Medidas a adoptar en la obra en tiempo fríoEl hormigonado a baja temperatura ambienteimpone determinadas precauciones a adoptar enla obra:

• No proceder al hormigonado sobre un suelohelado ni tampoco sobre un hormigón helado.

• El hormigón precalentado debe ser rápidamen-te colocado en encofrados libres de hielo y nieve,e inmediatamente compactado.

• Se aconseja medir la evolución de la tempera-tura interna del hormigón (Fig. 2.8.2).

• Apenas colocado el hormigón, debe ser espe-cialmente protegido para evitar la pérdida decalor. De este modo se recupera además el calorproducido por la hidratación del cemento. Se re-comienda la protección con paños aislantes oláminas térmicas (Fig. 2.8.3).

• Si los estratos aislantes no pueden ser aplicadosdirectamente sobre la superficie del hormigón, sedebe prever una protección contra las corrientesde aire.

• Se debe proteger el hormigón de la pérdida decalor y de la deshidratación durante todo el pe-ríodo de endurecimiento (con el frío, la humedadrelativa del aire es generalmente muy baja y favo-rece la evaporación del agua contenida en elhormigón).

• Si, durante el endurecimiento, la temperaturadel hormigón desciende por debajo del punto decongelamiento, se deberá prolongar el tiempo dedesencofrado tanto como haya durado el hielo.

32

3. Origen y prevención de los daños al hormigón3.1 Segregación

FIG. 2.8.2 Determinación de la temperatura del hormigón.

FIG. 2.8.3 Láminas aislantes que protegen las paredes

apenas puesto en uso, ya sea de la deshidratación como

de la pérdida muy rápida de calor.

3.1 SEGREGACION

Las diversas formas de segregaciónLa segregación es la separación de los compone-netes del hormigón fresco. Esta se puedemanifestar cada vez que el hormigón es transpor-tado o bien cuando está en movimiento(traslado, colocación, compactación).

La segregación tiene siempre importantes conse-cuencias sobre el aspecto del hormigón y másaun sobre su calidad. Esta puede resultar de la se-paración entre:

• Las diversas fracciones granulares.

• Los agregados y la pasta de cemento.

• Los agregados finos y el agua de amasado.

Entre las formas más corrientes de segregaciónse citan:

• “Nidos de abeja”: concentraciones locales deagregados gruesos (Fig. 3.1.1).

• “Exudación”: Acumulamiento de un exceso deagua sobre las superficies más o menos horizon-tales del hormigón, resultando superf i c i e sirregulares, harinosas o porosas.

• “Exudación vertical”: agua segregada o exce-dente que sube a lo largo de las superficiesverticales durante la compactación (Fig. 3.1.2).

• Micro s e g regaciones (cemento/agregados fi-nos): a menudo parecen más preocupantes de loque en realidad son para la calidad del hormigón(Fig. 3.1.3).

Las causasLas principales causas de los diversos tipos de se-gregación son las siguientes:

• Consistencia demasiado fluida del hormigónfresco.

• Dosificación excesiva de superfluidificante.

• Colocación incorrecta (vibración excesiva, faltade flexibles para compensar la altura de caída,hormigón vertido contra el encofrado vertical).

• Composición inadecuada del hormigón (elec-ción inapropiada de las fracciones granulares,dosificación insuficiente de cemento).

• Tamaño máximo con diámetro demasiadogrande con respecto a las dimensiones del ele-mento puesto en uso.

• Tiempo de mezclado demasiado corto.

• Impermeabilidad insuficiente de las juntas deencofrado, pérdida de lechada de cemento (efec-to filtrante).

• Armadura muy densa (efecto tamiz).

• Recubrimiento insuficiente de la armadura.

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3. Origen y prevención de los daños al hormigón3.2 Fisuración

FIG. 3.1.1 Nidos de abeja formados como consecuencia de

una altura de caída excesiva, o también por una armadura

muy densa.

FIG. 3.1.2 Exudación vertical a lo largo de una superficie

encofrada.

FIG. 3.1.3 Superficie poco estética resultante de la

microsegregación entre los agregados finos y la pasta de

cemento.

3.2 FISURACION

Fisuras capilaresLas fisuras con una abertura inferior a 0,3 mmson denominadas fisuras capilares. Estas son ape-nas visibles y están presentes prácticamentesobre todos los elementos de dimensiones me-dianas y grandes.

Una gran cantidad de estudios han demostradoque la presencia de fisuras capilares no compro-mete la durabilidad, la idoneidad de empleo, nitampoco la capacidad portante de los elementosen cuestión. El cálculo estático del hormigón ela-borado prevé y tiene en cuenta la presencia deestas fisuras. Con el tiempo, las fisuras capilarespueden llegar a cicatrizar gracias a la hidratacióndel cemento que se prolonga por años.

Sin embargo es necesario mencionar el hechoque la apertura máxima de las fisuras capilares enun hormigón impermeable no puede superar 0,1mm.

Fisuras derivadas de la contracciónplástica Las fisuras derivadas de la contracción plástica(así llamadas porque se manifiestan antes del fi-nal del fraguado) se forman como consecuenciade la deshidratación precoz, luego de la coloca-ción del hormigón. La pérdida de agua puede serconsecuencia de la evaporación excesiva, comotambién de una intensa absorción por parte delencofrado y del contrapiso. Como resultado seobserva una notable contracción en los estratosen los cuales la pérdida es grande, sin que el res-to del hormigón sea particularmente afectado,como se observa en la figura 3.2.1. A esta alturase desarrollan tensiones internas entre los estra-tos sometidos a la contracción. Si las tensionesson superiores a la resistencia a la tracción (redu-cida en la fase inicial), se pueden formar fisurasde hasta 1 mm de abertura. Los elementos hori-zontales (como los pisos) son los másamenazados por la contracción plástica (Fig.3.2.2).

Dejando de lado el factor estético, estas fisuraspueden ser el origen de la disgregación del hor-migón (el hielo que se forma en las fisurasacelera el proceso de disgregación).

34


Consecuencias de la deshidrataciónprecozLa pérdida de agua puede impedir la buena hi-dratación del cemento causando unadisminución en las resistencias, como así tambiénuna gran porosidad de la superficie del hormi-gón. En circunstancias desfavorables, estehormigón tendrá un comportamiento no satis-factorio: infiltraciones de agua, separación deagregados gruesos, aspecto harinoso y resque-brajamiento de la superficie.

Medidas preventivas La fisuración plástica puede ser combatida de lasiguiente forma:

• Agregar la cantidad mínima posible de agua deamasado.

• Utilizar un fluidificante.

• Limitar al máximo la evaporación (con las me-didas descritas en el cap. 2.5 relativas al curado).

• Impedir la absorción del agua por parte del en-cofrado y del contrapiso (pre-humidificación).

• Renunciar al hormigonado en presencia decondiciones meteorológicas o temperaturas ex-tremas.

FIG. 3.2.1 Propagación de las fisuras de superficie

originadas por la contracción plástica (excesiva pérdida de

agua del estrato superficial).

FIG. 3.2.2 Superficie de un estacionamiento: red de fisuras

debidas a la contracción plástica.

Fisuración Luego de la fase más bien corta de la contracciónplástica, el hormigón continúa perdiendo volu-men a un ritmo que disminuye con el transcurrirde las semanas y los meses (Fig. 3.2.3). Esta se-gunda fase de la contracción se debeprincipalmente:

1. A la hidratación del cemento y a la pérdida deagua (contracción por secado).

2. Al descenso de la temperatura (contraccióntérmica) del hormigón.

Fisuras derivadas de la contracciónpor secado La contracción por secado es el resultado en granparte del lento secado del hormigón (contracciónpor secado), y en menor parte de la disminucióndel volumen originada por la reacción químicadel agua con el cemento (contracción autógenao endógena).

El valor final de la contracción por secado se si-túa generalmente entre 0,3 y 0,7 mm/m,dependiendo esencialmente de la relación A/C.

Puede suceder que los elementos de construc-ción no puedan contraerse libremente, porejemplo bajo el efecto de un anclaje de las extre-midades o de una concentración local dearmaduras. Las tensiones internas resultantespueden provocar una fisuración más o menos im-portante (Fig. 3.2.4).

FIG. 3.2.3 Contracción del hormigón (%o) en función del

tiempo.

35


Medidas preventivasEs raro que la contracción suceda libremente enel hormigón elaborado y sobre todo en elemen-tos de construcción de grandes dimensiones.Con medidas oportunas, se puede “distribuir” lafisuración, o sea favorecer la formación de fisurascapilares antes que un número más reducido pe-ro también mucho más preocupante de fisurasde mayor magnitud:

• Colocación de una armadura anti-fisuración.

• Introducción de juntas de contracción sobregrandes placas horizontales.

• Reducción de la relación A/C a fin de reducir elcontenido de agua en el hormigón fresco y enconsecuencia la contracción (Fig. 3.2.5).

Los cementos y los aditivos compensadores de lacontracción son conocidos desde hace tiempo ya menudo recomendados para reducir la contrac-ción del hormigón, sin embargo no se hanconsolidado en su aplicación práctica debido auna mayor dificultad para reproducir las condi-ciones externas (temperatura, humedad, etc.) enpruebas de laboratorio.

Fisuras derivadas de la contraccióntérmicaEl calor liberado por la hidratación del cementoes la base de una forma de contracción suple-mentaria que se agrega a todas las otras: lacontracción de origen térmico.

Luego del sensible aumento de temperatura queacompaña el fraguado, el hormigón joven se en-fría en contacto con el aire y, como la mayorparte de los materiales, reduce su volumen. Da-do que el hormigón se enfría más velozmente en

FIG. 3.2.4 Fisuras típicas de contracción en un piso de

hormigón armado.

FIG. 3.2.5 Contracción del hormigón endurecido en

función de la cantidad de agua contenida en el hormigón

fresco.

la superficie que en el núcleo, pueden originarsetensiones sobre todo entre la zona interna queno se contrae y la zona externa que sufre la má-xima contracción. Estas tensiones puedenprovocar fisuras en la superficie.

Por otro lado, al igual que en la contracción porsecado, si el hormigón no puede contraerse libre-mente, la contracción debida al enfriamientogeneral puede ocasionalmente causar una fisura-ción profunda más o menos importante.

Medidas preventivas• Constitución de juntas de dilatación.

• Empleo de cementos de calor de hidratación re-lativamente reducido como los cementos conadiciones.

• Empleo de un retardante para el fraguado.

• En presencia de temperaturas elevadas, mez-clar el hormigón con agua previamente enfriada.

36


3.3 Carbonatación y corrosión de la armadura

Fisuras que derivan de defectos deconstrucciónLas fisuras del hormigón pueden ser también laconsecuencia de defectos de construcción: capa-cidad portante insuficiente, distribucióninadecuada de la armadura, disposición no idó-nea o ausencia de juntas, incompatibilidad entrelos materiales, acomodamiento debido a reaccio-nes imprevistas del suelo o a movimientos delterreno.

3.3 CARBONATACION Y CORROSION DE LA ARMADURA

¿Qué es la carbonatación?Se define como carbonatación a la reacción quí-mica entre el dióxido de carbono (CO2)contenido en el aire y el hidróxido de calcio(Ca[OH]2) contenido en la pasta de cemento.

La carbonatación comienza sobre la superficiedel hormigón y se propaga lentamente en pro-fundidad. Al colmar los poros, tiene unainfluencia positiva aumentando la resistencia me-cánica y la durabilidad del hormigón haciendo lasveces de protección natural contra la ulterior pe-netración de gases y líquidos. Sólo el hormigónno armado goza entonces de estas ventajas de lacarbonatación.

Efecto de la carbonatación sobreel hormigón armado Para el hormigón armado, por el contrario, elmismo fenómeno de carbonatación puede ser elorigen de serios daños estructurales. En efecto,gracias a la elevada alcalinidad que le confiere elcemento (pH > 12), el hormigón protege al ace-ro de la corrosión. La carbonatación reduce laalcalinidad (pH < 9) y ni bien el “frente de carbo-natación” alcanza la zona de la armadura, estaúltima comienza a oxidarse (Fig. 3.3.1). Dado quela formación de óxido se acompaña siempre conun aumento de volumen, esto acarrea general-mente la disgregación del hormigón que cubre alhierro (Fig. 3.3.2). A este punto, los hierros de laarmadura no están más protegidos y el hormigónarmado comienza a perder su capacidad portan-te.

Velocidad de carbonataciónLa velocidad de penetración del frente de carbo-natación al interior del hormigón es proporcionala su porosidad. La velocidad disminuye con el pa-so del tiempo debido a que el estratocarbonatado protege al resto del hormigón delcontacto con el exterior (Fig. 3.3.3). La velocidady la profundidad de carbonatación son ademásinfluenciadas por una multitud de factores comoel contenido de cemento, las variaciones de tem-peratura y la frecuencia con que se alternan losestados secos y los estados o períodos mojadosde la superficie del hormigón.

Medidas preventivasNo se debe olvidar que la carbonatación se ini-cia después del fraguado, ni bien el hormigón esdesencofrado.

El objetivo final es el de impedir que el frente de

FIG. 3.3.1 Un test a la fenolftaleína pone en evidencia el

frente de carbonatación sobre una grieta fresca. El

hormigón carbonatado permanece gris mientras que el

hormigón no carbonatado, muy alcalino, hace virar el

indicador al color rojo.

37

3. Origen y prevención de los daños al hormigón3.3 Carbonatación y corrosión de la armadura

3.4 Eflorescencias

FIG. 3.3.2 El frente de carbonatación ha alcanzado la

profundidad de los hierros de la armadura que han

comenzado a oxidarse. A causa del óxido que se forma, su

volumen aumenta y el hormigón se fisura y disgrega.

FIG. 3.3.3 La relación entre la edad del hormigón y la

profundidad de carbonatación está caracterizada por una

gran dispersión originada por muchos parámetros que

influencian la velocidad de carbonatación.

3.4. EFLORESCENCIAS

A consecuencia de la hidratación del cemento yde la evaporación del agua, las sustancias disuel-tas en ella alcanzan la superficie del hormigón, sedepositan en forma de manchas blancas y causanla formación de eflorescencias.

Eflorescencias de calLas eflorescencias más recurrentes -y también lasmás fastidiosas- son aquellas formadas por el hi-dróxido de calcio (o cal hidratada) liberadodurante la hidratación del cemento.

El agua de la mezcla que se evapora de la super-ficie del hormigón deja un residuo de hidróxidode calcio que se transforma rápidamente, graciasal dióxido de carbono, en carbonato de calcio in-soluble. La alternancia entre los estados seco ymojado de la superficie del hormigón puede ha-cer a este sedimento más espeso y por lo tantovisible en forma de manchas blancas (Fig. 3.4.1).

Cuando se forman las eflorescencias de calLas condiciones atmosféricas a las que el hormi-gón está expuesto juegan un rol importante. Engeneral se puede decir que las eflorescencias seforman sobre todo con tiempo frío y húmedo (fi-nes del otoño, inicio de la primavera). La lluvia, lanieve, la niebla y el rocío siempre favorecen suaparición.

carbonatación alcance a la armadura, por ejem-plo de las siguientes formas:

• Recubriendo las armaduras en forma adecuada(mínimo 30mm). El reglamento CIRSOC 201 de-talla los casos particulares. Se debe prestar unaparticular atención a las armaduras situadas de-bajo de las acanaladuras y las juntas dehormigón.

• Respetando la dosificación mínima de cementoy trabajar con relaciones A/C moderadas, o seasin exceso de agua.

• Efectuando el curado de modo que la superfi-cie del hormigón esté bien hidratada desde elinicio y que la velocidad de carbonatación se re-duzca al mínimo.

38

3. Origen y prevención de los daños al hormigón3.4 Eflorescencias

Los factores siguientes también favorecen la for-mación de eflorescencias:

• Elevada porosidad del hormigón: el agua pue-de circular fácilmente en su masa (Fig. 3.4.2).

• Exceso de agua de mezclado.

Se subraya de todos modos que las eflorescen-cias no están omnipresentes sobre loshormigones normales, sino sobre todo sobre loselementos prefabricados. Esto depende esencial-mente de las condiciones de almacenamiento yde colocación.

También las sales alcalinas pueden provocar eflorescenciasCiertos depósitos blanquecinos pueden provenirtambién de sales alcalinas solubles en agua. Jus-tamente gracias a su solubilidad, estas manchaspueden desaparecer después de una abundantelluvia o bien después de un simple lavado.

Eliminación de las eflorescenciasLas eflorescencias de mediana a gran intensidadpueden ser eliminadas mediante el cepillado conun trozo de lana de vidrio. También con produc-tos adecuados que se compran en el comercio seobtienen buenos resultados. En este último casoes necesario respetar al pie de la letra la modali-dad de uso y pedir consejo a los especialistas.

A veces las eflorescencias pueden desaparecerpor sí solas de los elementos expuestos a la in-temperie luego de años.

Medidas preventivasEs difícil evitar completamente la formación deeflorescencias sobre elementos que forzosamen-te estarán expuestos a la intemperie. De todosmodos se puede disminuir el riesgo de formaciónaplicando las siguientes medidas preventivas:

• Disminuir el agua de la mezcla (uso de fluidifi-cantes) para obtener un hormigón compacto ypoco poroso.

• Proteger el hormigón fresco de la lluvia y de lainsolación directa. Evitar la formación de agua decondensación permitiendo que el aire circule en-tre el hormigón y su protección. Esta medida esesencial para el coronamiento de muros expues-tos a la intemperie (Fig. 3.4.3).

FIG. 3.4.1 Eflorescencia sobre un muro en hormigón.

FIG. 3.4.2 Si el hormigón es poroso y el agua penetra en

él constantemente, las eflorescencias pueden

transformarse en verdaderas y propias condensaciones

calcáreas.

FIG. 3.4.3 Eflorescencias sobre un muro de hormigón

expuesto a la lluvia, 24 horas después del desencofrado.

39

3. Origen y prevención de los daños al hormigón3.4 Eflorescencias

3.5 Acción del hielo y las sales anti-hielo

• Utilizar aditivos para la retención del agua (fillerextrafinos, silicafume, estearatos).

• Proteger el hormigón joven del goteo intermi-tente (goteras, agua de condensación).

• El uso de barnices y también resinas sintéticasprotectoras es posible, pero debe ser absoluta-mente sometido a la opinión de un especialista.

La aparición de las eflorescencias es un fenóme-no que depende de muchos factores difíciles oimposibles de controlar, a menudo dependientesdel microclima local. Es necesario entonces adap-tar las medidas preventivas a cada caso enparticular, y de ser necesario realizar exámenespreliminares para determinar el método más efi-caz.

3.5 ACCION DEL HIELO Y DELAS SALES ANTICONGELANTES

Acción del hieloLa degradación del hormigón derivada de los ci-clos de congelamiento y deshielo es causadaesencialmente por la transformación en hielo delagua contenida en los agregados o en los capila-res de la pasta de cemento. La formación dehielo implica un aumento de volumen aproxima-do del 10%. Este aumento de volumen asociadocon el movimiento del agua aún no congelada enlos capilares del hormigón, causa un aumentoconsiderable de las presiones internas. Dado quela resistencia del hormigón es a menudo supera-da resultan ciertos daños: la repetición frecuentede los ciclos de congelamiento y de deshielo cau-sa la aparición de una red muy densa demicrofisuras en la zona superficial del hormigón.La red de microfisuras evoluciona más o menosrápidamente transformándose en resquebrajadu-ras y disgregaciones de la superficie.

Las caídas bruscas de la temperatura del hormi-gón por debajo del punto de congelación delagua son muy peligrosas cuando son rápidas yfrecuentes. Téngase presente en este sentido quelas superficies verticales están poco expuestas aeste tipo de daños.

Acción de las sales anticongelantesLos daños causados por las sales anticongelantesderivan esencialmente del shock térmico que es-tos compuestos provocan en los estratos desuperficie del material, tomando del hormigón elcalor necesario para fundir la nieve y el hielo quelo recubren. Estas provocan además una bruscacaída de la temperatura de la superficie del hor-migón, generando grandes tensiones entre elestrato en contacto con el exterior y los estratosinferiores donde la temperatura no ha variado.De esto puede resultar un rápido resquebraja-miento o la disgregación de la superficie.

El efecto destructivo de las sales anticongelanteses mucho más serio que el hielo mismo, perotambién más limitado, ya que amenaza sólo a lassuperficies expuestas directamente a las sales an-ticongelantes.

La penetración de los clorurosLas sales utilizadas generalmente son el clorurode calcio o de potasio. Disueltas en el agua queconstituye el hielo o la nieve, estos cloruros pene-tran más o menos en profundidad en elhormigón según su porosidad.

El hormigón como material no es atacado por loscloruros disueltos, siempre que su concentraciónsea baja. Esto vale por ejemplo para determina-das aguas de vertiente o para el agua vaporizadapor los neumáticos de los vehículos.

El efecto de los cloruros sobrela armaduraEl peligro constituido por las sales anticongelan-tes para el hormigón en sí mismo se limita a sufunción primaria de fundente, durante e inme-diatamente después de su aplicación.

Pero si el “frente de penetración de los cloruros”alcanza la armadura (aunque sólo sea de modolocal, por ejemplo gracias a fisuras), ésta puedeser literalmente seccionada por la corrosión elec-troquímica.

Para evitar este tipo de corrosión sería necesarioemplear sales anticongelantes muy costosas, porejemplo a base de glicol o urea, etc.

40

3. Origen y prevención de los daños al hormigón3.5 Acción del hielo y las sales anti-hielo

Medidas preventivasAl momento existen dos filosofías distintas en lalucha contra los efectos del hielo, y contra losefectos combinados de hielo y sales anticonge-lantes.

1. Hormigón denso:

La primer posibilidad consiste en confeccionar yponer en uso hormigones muy compactos (tenorde aire inferior a 1%) para reducir al mínimo lacirculación del agua y la formación de hielo enlos poros capilares. Este método es válido en lamayor parte de los casos.

2. Hormigón con aire incorporado:

La alternativa está dada por la presencia de micro-burbujas de aire en el hormigón, de mane-ra de formar zonas de “descompresión” para lacirculación del agua y por lo tanto para la forma-ción del hielo. Disminuye también la presión enexceso debida al hielo en los capilares y entoncesel riesgo de disgregación de la superficie.

Este método es por cierto más eficaz pero presu-pone el uso de aditivos incorporadores de aire(ver cap. 1.4): el uso de estos aditivos no sólo esdelicado y necesita de una atención particular, si-no que también causa una pérdida de resistenciaa la compresión. Cada 1% de aire incorporadoprovoca una merma de la resistencia a compre-sión de 1-3 MPa.

Una de las mayores dificultades ligadas a la ela-boración y colocación de los hormigones con aireincorporado reside en el hecho que el diámetrode las burbujas más grandes no deben superar0,3 mm con una distancia entre las burbujas < o= 0,4mm.

Además, las micro burbujas deben estar distribui-das uniformemente en la pasta de cemento (sinformar aglomerados) y la terminación de las su-p e rficies no encofradas deben considerar elmenor manipuleo posible (para evitar la destruc-ción de la red de burbujas allí donde es másnecesaria) Figs. 3.5.2 y 3.5.3.

El hormigón aireado es verdaderamente indis-pensable sólo cuando las superficies estándirectamente en contacto con la sal anti-hielo.

Medidas de prevenciónIndependientemente del método elegido, vale losiguiente:

• Mantener la relación A/C entre 0,45 y 0,50.

• Utilizar agregados con bajos coeficientes de di-latación.

FIG. 3.5.3 Repartición de microburbujas totalmente

ineficaz para resistir ciclos de congelamiento (examen

microscópico sobre corte delgado, aumento 5x).

FIG. 3.5.2 Buena repartición de microburbujas en un

hormigón con incorporador de aire (examen microscópico

sobre corte delgado, aumento 5x).

FIG. 3.5.1 El

aparato de

Washington sirve

para medir el

tenor de aire del

hormigón fresco.

Sus mediciones

son confiables

hasta valores de

aire contenido

inferiores a 6%.

41

3. Origen y prevención de los daños al hormigón3.6 Acción de los sulfatos

3.7 Acción de los productos químicos

3.6 ACCION DE LOS SULFATOS

La agresión de los sulfatosLas aguas con sulfato de calcio (aguas selenito-sas) y sulfatos alcalinos son agentes agresivospara el hormigón endurecido. Combinándosecon hidratos del aluminato tricálcico del cemen-to, los sulfatos disueltos en el agua formancompuestos expansivos: generalmente ettringita(sal de Candlot), yeso y a veces taumasita.

Zonas de riesgo y daños causadospor los sulfatosLa presencia en el subsuelo de minerales con sul-fato como el yeso y la anhidrita (sulfatos decalcio) constituye el riesgo principal al que se ledebe conceder la atención necesaria. En efecto,las aguas subterráneas pueden disolver y trans-portar los sulfatos a grandes distancias. Es obvioentonces que las partes subterráneas de la cons-trucción son las más amenazadas.

En superficie, las canalizaciones industriales pue-den igualmente ser amenazadas si transportansulfatos en solución.

El efecto de los sulfatos sobre el hormigón se ma-nifiesta con expansión acompañada de unafisuración importante (Fig. 3.6.1). La acción delos sulfatos es de todos modos más bien lenta ypor lo tanto menos peligrosa para los trabajos decarácter provisorio.

Medidas preventivasEn cuanto se prevé o se está seguro que los ele-mentos de estructura estarán en contacto consulfatos disueltos en el agua o también presentesen el subsuelo, es necesario tomar las siguientesprecauciones:

• Usar hormigones muy compactos (o sea pocoporosos).

• Limitar la relación A/C a valores inferiores a 0,5.

• Tener en cuenta de que el fenómeno de capila-ridad puede transportar las aguas selenitosashacia el interior de las estructuras.

• Si el hormigón debe resistir el contacto conaguas subterráneas que contengan más de150mg/l de S O 2

4-, o con estratos de terreno que

contenga más de 1.000 mg/kg. de S O 24

-, es ne-cesario utilizar un cemento con elevadaresistencia a los sulfatos, conforme a la normaIRAM 50.001 según el caso.

FIG. 3.6.1 Aumento del volumen de un prisma de mezcla

inmerso en una solución con alto tenor de sulfatos (mezcla

confeccionada con cemento normal).

FIG. 3.6.2 Entubado confeccionado con cemento de alta

resistencia a los sulfatos.

3.7. ACCION DE LOS PRODUC-TOS QUIMICOS

Dos tipos de agresión químicaEl hormigón puede resistir como también degra-darse más o menos rápidamente a consecuenciadel contacto con productos químicos. Los dañosson esencialmente de dos tipos:

Erosión químicaLa alteración del hormigón que deriva de la ero-sión química se da cuando el compuesto químicoexterno está en condiciones de disolver algunode los componentes de la pasta de cemento (Fig.3.7.1). Resulta entonces la lixiviación del compo-nente disuelto: el hormigón se torna siempre másporoso y pierde materia disminuyendo su acciónprotectora respecto de la armadura.

Este proceso se inicia siempre sobre la superficie

42

3. Origen y prevención de los daños al hormigón3.7 Acción de los productos químicos

en contacto con el agente químico y se expandeal núcleo del hormigón (habitualmente en formalenta).

Expansión La alteración derivada de la expansión (hincha-zón) resulta de la reacción, en el interior delhormigón, entre una sustancia química penetra-da desde la superficie, un constituyente de lapasta de cemento y el agua contenida en los ca-p i l a res. Ni bien esta reacción produce uncompuesto sólido de volumen superior a aquélde los constituyentes originales, se produce unapresión interna que puede provocar la expansiónde la masa, asociada a una fisuración lenta peroimportante. La fisuración puede manifestarsetambién a cierta distancia del punto de agresión.

Medidas preventivas La protección del hormigón contra las agresionesexternas de tipo químico puede ser caracterizadapor:

• Uso de un hormigón compacto, poco poroso,con una relación A/C entre 0,45 y 0,50.

• Aumento del espesor de recubrimiento (a de-terminar por el ingeniero en función de lasagresiones externas), especialmente para las jun-

FIG. 3.7.1 Prisma de mezcla del cual la mitad izquierda ha

sido sometida a la agresión ácida.

● Ninguna

degradación.

◆ Agresión directa.

■ C o rrosión derivada

de la alteración de la

superficie del hormi-

gón o de la carbona-

tación profunda.

S u s t a n c i a s

C o m p o rtamiento del horm i g ó nC o m p o rt a m i e n t o

del horm i g ó na rm a d o

N i n g u n a E ro s i ó n H i n c h a z ó n C o rrosión de lasd e g r a d a c i ó n a rm a d u r a s

Bases débiles ●

Bases fuert e s ●

Acidos débiles ◆ ■

Acidos fuert e s ◆◆ ■

Agua de lluvia

Agua destilada◆ ■

Agua desmineralizada

Aceites, grasas ◆

Sulfatos en solución ◆ ■

C l o ru ros en solución ● ◆

Dióxido de● ■

carbono (CO2)

TABLA 3.7.1 Efecto de

determinadas sustancias

sobre el hormigón.

tas de hormigonado, ranuras y otras discontinui-dades que reducen la protección del hormigónsobre las armaduras.

El hormigón resiste bien a los ácidos débiles. Losácidos medios y sobre todo los ácidos fuertes lodisgregan más o menos rápida y completamente.Con respecto a la agresión ácida, vale la penaaplicar revestimientos especiales en base a resinasintética, de cerámica, etc.

Efecto de determinadas sustanciassobre el hormigónLa tabla 3.7.1 resume los efectos causados pordiversas sustancias químicas (o naturales) luegode un contacto prolongado con el hormigón.

43

3. Origen y prevención de los daños al hormigón3.8 Reacción álcali - agregado

3.9 Resistencia al fuego

3.8 REACCIÓN ALCALI – AGREGADO

La reacción álcali–agregado es una reacción quí-mica de evolución lenta entre determ i n a d o sagregados llamados “reactivos” y las sustanciasalcalinas normalmente presentes en el hormigón,o transportadas por medio de agentes químicosexternos. Esta reacción es la base de la expansióndel hormigón y provoca una fisuración importan-te además de una considerable pérdida deresistencia.

La alteración del hormigón es muy conocida enpaíses como E.E.U.U., Canadá, Sudáfrica (fig.3.8.1) y también en Europa del Norte. Se seña-lan de todos modos otros casos en Francia,Alemania e Italia. El diagnóstico es difícil y laaparición puede variar de 1 hasta 40 años.

Condiciones favorables para las reacciones álcali – agregadosEsta reacción puede tener lugar sólo si se danademás estas condiciones:

• Presencia de agregados reactivos.

• Ambiente húmedo.

• Suficiente tenor alcalino del hormigón.

• Elevada porosidad del hormigón.

Medidas preventivasEn Argentina existen fuentes de agregados po-tencialmente reactivos, y sus efectos a largoplazo han sido observados sobre estructuras deinfraestructura vial, entre otras.

La prevención de la reacción álcali – agregado seinicia con la colocación de un hormigón muycompacto con el objeto de frenar la entrada deagua al interior del hormigón. En caso de duda,y en particular si contienen sílice amorfa, losagregados pueden ser sometidos a varios testspara determinar su reactividad potencial.

Si el resultado de los tests evidenciara el peligrode una reacción álcali – agregado, se recomien-dan las siguientes medidas de precaución:

• Evitar el empleo de estos agregados para loselementos expuestos (ambiente húmedo).

• Utillizar cementos con resistencia a la reacciónálcali-agregado o con cantidades significativas deescoria o de una puzolana no alcalina.

FIG. 3.8.1 Coronamiento del dique de Steenbras vecino a

Ciudad del Cabo (Sudáfrica). La fisuración intensa visible en

estas imágenes apareció como consecuencia de la hincha-

zón del hormigón causada por la reacción álcali – agregado.

3.9 RESISTENCIA AL FUEGO

El hormigón y el fuegoEl hormigón no se quema. Aun expuesto a tem-peraturas muy elevadas, el hormigón no libera nihumo ni gases tóxicos. Al contrario de otros ma-teriales de construcción, éste frena lapropagación del fuego y en consecuencia, ex-puesto a las llamas, se calienta muy lentamente.El hormigón constituye entonces una excelentebarrera contra el fuego, aun sin revestimientosprotectores particulares. Solamente una exposi-ción intensa y prolongada causa unagrietamiento del hormigón que recubre la arma-dura (Fig. 3.9.1).

Temperatura críticaCon o sin armadura, el hormigón puede soportartemperaturas de hasta 300ºC sin dañarse. Estatemperatura llamada “crítica” es alcanzada len-tamente en contacto con el fuego. Diversosexámenes han demostrado que, cuando la super-ficie del hormigón está en contacto con unallama de 1.000ºC (correspondiente más o menosa un fuego de leña intenso o también a la llamadel gas), la temperatura crítica alcanza una pro-fundidad de 2 cm luego de una hora y de 5 cmluego de dos horas.

44

3. Origen y prevención de los daños al hormigón3.9 Resistencia al fuego

Medidas de protección suplementa-rias para casos particularesEl hormigón constituye una excelente proteccióncontra el fuego y las temperaturas muy elevadas.De ser necesario, se puede mejorar ulteriormen-te esta protección disminuyendo la porosidad delhormigón (reducción de la relación A/C) y au-mentando el espesor del recubrimiento dearmaduras.

En los casos para los cuales se prevé un gran ries-go de incendio, de carga térmica o detemperatura de servicio particularmente alta, sepuede mejorar considerablemente la resistenciatérmica del hormigón gracias a las siguientes me-didas especiales:

• Evitar los agregados que contengan carbonatoso sílice (calcáreos, dolomía, por ejemplo) y em-plear agregados resistentes al fuego como elbasalto, la arcilla expandida, etc.

• Agregar estabilizadores a base de cerámica (porejemplo la harina de laterita) para usos a tempe-raturas de servicio elevadas.

• Introducir en el hormigón fibras orgánicas queserán volatilizadas a consecuencia de la tempera-tura elevada, permitiendo la formación de microcanales a través de los cuales el agua podrá eva-porarse sin crear aumento de presión.

FIG. 3.9.1 Daños causados por el fuego: la armadura es

puesta al desnudo como consecuencia de la disgregación

del hormigón en superficie sin que la estructura esté

comprometida.

FIG. 3.9.2 Velocidad de

penetración de la temperatura

crítica (300ºC) en el hormigón:

superficie expuesta a una

fuente de calor de 1.000ºC.

Fecha de Impresión: Agosto de 2000. La información contenida en este folleto puede ser actualizada por la empresa sin previo aviso.

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Bibliografía

Copyright “HCB Cementverkauf AG”

Autores:W. Schrämli, Dr. Sc. Techn. ETH/SIA,“Holderbank” Management y Consultora SA.

F. Worni, dipl. Bau-ing. HTL, “HCB Cementverkauf AG”

JP Leyvraz, ing. Civil EPFL/SIA,“HCB Suisse romande SA”

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Esta traducción se ha hecho en base a la traduc-ción italiana del texto original en alemán yfrancés de la 1ª edición de 1997.

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Los capítulos 1.1 y 1.3 no pertenecen al textooriginal de este manual y han sido desarrolladospor la Dra. María Angélica Claria y el Ing. RaúlLópez.

El texto original ha sido modificado para adap-tarlo a la normativa argentina.

Normas y ReglamentosReglamento CIRSOC 201 “Reglamento Argentino de Estructuras deHormigón”

Norma IRAM 50000 (ESQUEMA) “Cementos para uso general”

Norma IRAM 50001 (ESQUEMA)“Cementos con propiedades especiales”

Norma IRAM 1627“Granulometría de los agregados parahormigón”

Norma IRAM 1663“Hormigón de Cemento Portland – AditivosQuímicos”

Norma IRAM 1601“Agua para morteros y hormigones deCemento Portland”

Norma IRAM 1666“Hormigón de Cemento Portland”

Norma IRAM 1531“Agregado grueso para hormigón de CementoPortland”

guía práctica - m1db | materialidad 1 di bernardo€¦ · · 2012-10-18las características...

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