El documento describe los principales tipos y propiedades del cemento y el hormigón. Explica que el cemento es un conglomerante que se obtiene de la calcinación de caliza y arcilla y que al mezclarse con agua y áridos forma el hormigón. También resume brevemente la historia del cemento y su proceso de fabricación, así como los componentes y usos más comunes del hormigón.
1. CEMENTO
Se denomina cemento a un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y
arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecer al contacto
con el agua. Mezclado con agregados pétreos (grava y arena) y agua, crea una mezcla
uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece, adquiriendo consistencia pétrea,
denominada hormigón (en España, parte de Sudamérica y el Caribe hispano) o concreto
(en México y parte de Sudamérica). Su uso está muy generalizado en construcción e
ingeniería civil.
HISTORIA
Desde la antigüedad se emplearon pastas, greda y morteros elaborados con arcilla, yeso o
cal para unir mampuestos en las edificaciones. Fue en la Antigua Grecia cuando empezaron
a usarse tobas volcánicas extraídas de la isla de Santorini, los primeros cementos naturales.
En el siglo I a. C. se empezó a utilizar el cemento natural en la Antigua Roma, obtenido en
Pozzuoli, cerca del Vesubio. La bóveda del Panteón es un ejemplo de ello. En el siglo
XVIII John Smeaton construye la cimentación de un faro en el acantilado de Edystone, en
la costa Cornwall, empleando un mortero de cal calcinada. El siglo XIX, Joseph Aspdin y
James Parker patentaron en 1824 el Portland Cement, denominado así por su color gris
verdoso oscuro similar a la piedra de Portland. Isaac Johnson, en 1845, obtiene el prototipo
del cemento moderno, con una mezcla de caliza y arcilla calcinada a alta temperatura. En el
siglo XX surge el auge de la industria del cemento, debido a los experimentos de los
químicos franceses Vicat y Le Chatelier y el alemán Michaélis, que logran cemento de
calidad homogénea; la invención del horno rotatorio para calcinación y el molino tubular y
los métodos de transportar hormigón fresco ideados por Juergen Heinrich Magens que
patenta entre 1903 y 1907.
Tipos de cemento
Se pueden establecer dos tipos básicos de cementos:
1. De origen arcilloso: obtenidos a partir de arcilla y piedra caliza en proporción 1 a 4
aproximadamente;
2. De origen puzolánico: la puzolana del cemento puede ser de origen orgánico o
volcánico.
EL CEMENTO PORTLAND
El poso de cemento más utilizado como aglomerante para la preparación del hormigón o
concreto es el cemento portland, producto que se obtiene por la pulverización del clinker
portland con la adición de una o más formas de sulfato de calcio. Se admite la adición de
otros productos siempre que su inclusión no afecte las propiedades del cemento resultante.
Todos los productos adicionales deben ser pulverizados conjuntamente con el clinker.
Cuando el cemento portland es mezclado con el agua, se obtiene un producto de
características plásticas con propiedades adherentes que solidifica en algunas horas y
endurece progresivamente durante un período de varias semanas hasta adquirir su
resistencia característica. El proceso de solidificación se debe a un proceso químico
llamado Hidratación mineral.
Con el agregado de materiales particulares al cemento (calcáreo o cal) se obtiene el
cemento plástico, que fragua más rápidamente y es más fácilmente trabajable. Este material
es usado en particular para el revestimiento externo de edificios.
2. Propiedades generales del cemento
Buena resistencia al ataque químico.
Resistencia a temperaturas elevadas. Refractario.
Resistencia inicial elevada que disminuye con el tiempo. Conversión interna.
Se ha de evitar el uso de armaduras. Con el tiempo aumenta la porosidad.
Uso apropiado para bajas temperaturas por ser muy exotérmico.
Proceso de fabricación
Existe una gran variedad de cementos según la materia prima base y los procesos utilizados
para producirlo, que se clasifican en procesos de vía seca y procesos de vía húmeda.
El proceso de fabricación del cemento comprende cuatro etapas principales:
1. Extracción y molienda de la materia prima
2. Homogeneización de la materia prima
3. Producción del Clinker
4. Molienda de cemento
La materia prima para la elaboración del cemento (caliza, arcilla, arena, mineral de hierro y
yeso) se extrae de canteras o minas y, dependiendo de la dureza y ubicación del material, se
aplican ciertos sistemas de explotación y equipos. Una vez extraída la materia prima es
reducida a tamaños que puedan ser procesados por los molinos de crudo.
La etapa de homogeneización puede ser por vía húmeda o por vía seca, dependiendo de si
se usan corrientes de aire o agua para mezclar los materiales. En el proceso húmedo la
mezcla de materia prima es bombeada a balsas de homogeneización y de allí hasta los
hornos en donde se produce el clínker a temperaturas superiores a los 1500 °C. En el
proceso seco, la materia prima es homogeneizada en patios de materia prima con el uso de
maquinarias especiales. En este proceso el control químico es más eficiente y el consumo
de energía es menor, ya que al no tener que eliminar el agua añadida con el objeto de
mezclar los materiales, los hornos son más cortos y el clínker requiere menos tiempo
sometido a las altas temperaturas.
El clínker obtenido, independientemente del proceso utilizado en la etapa de
homogeneización, es luego molido con pequeñas cantidades de yeso para finalmente
obtener cemento
Reacción de las partículas de cemento con el agua
1. Periodo inicial: las partículas con el agua se encuentran en estado de disolución,
existiendo una intensa reacción exotérmica inicial. Dura aproximadamente diez
minutos.
2. Periodo durmiente: en las partículas se produce una película gelatinosa, la cual
inhibe la hidratación del material durante una hora aproximadamente.
3. Inicio de rigidez: al continuar la hidratación de las partículas de cemento, la película
gelatinosa comienza a crecer, generando puntos de contacto entre las partículas, las
cuales en conjunto inmovilizan la masa de cemento. También se le llama fraguado.
Por lo tanto, el fraguado sería el aumento de la viscosidad de una mezcla de
cemento con agua.
4. Ganancia de resistencia: al continuar la hidratación de las partículas de cemento, y
en presencia de cristales de CaOH2, la película gelatinosa (la cual está saturada en
este punto) desarrolla unos filamentos tubulares llamados «agujas fusiformes», que
al aumentar en número generan una trama que aumenta la resistencia mecánica
entre los granos de cemento ya hidratados.
3. 5. Fraguado y endurecimiento: el principio de fraguado es el tiempo de una pasta de
cemento de difícil moldeado y de alta viscosidad. Luego la pasta se endurece y se
transforma en un sólido resistente que no puede ser deformado. El tiempo en el que
alcanza este estado se llama «final de fraguado».
Hormigón
El hormigón es el material resultante de la mezcla de cemento (u otro conglomerante) con
áridos (grava, gravilla y arena) y agua. La mezcla de cemento con arena y agua se
denomina mortero. Existen hormigones que se producen con otros conglomerantes que no
son cemento, como el hormigón asfáltico que usa betún para realizar la mezcla.
El cemento, mezclado con agua, se convierte en una pasta moldeable con propiedades
adherentes, que en pocas horas fragua y se endurece tornándose en un material de
consistencia pétrea.
La principal característica estructural del hormigón es que resiste muy bien los esfuerzos de
compresión, pero no tiene buen comportamiento frente a otros tipos de esfuerzos (tracción,
flexión, cortante, etc.), por este motivo es habitual usarlo asociado al acero, recibiendo el
nombre de hormigón armado, comportándose el conjunto muy favorablemente ante las
diversas solicitaciones.
Además, para poder modificar algunas de sus características o comportamiento, se pueden
añadir aditivos y adiciones, existiendo una gran variedad de ellos: colorantes, aceleradores,
retardadores de fraguado, fluidificantes, impermeabilizantes, fibras, etc.
Cuando se proyecta una estructura de hormigón armado se establecen las dimensiones de
los elementos, el tipo de hormigón, los aditivos, y el acero que hay que colocar en función
de los esfuerzos que deberá soportar y de las condiciones ambientales a que estará
expuesto.
Su empleo es habitual en obras de arquitectura e ingeniería, tales como edificios, puentes,
diques, puertos, canales, túneles, etc. Incluso en aquellas edificaciones cuya estructura
principal se realiza en acero, su utilización es imprescindible para conformar la
cimentación.
Elementos que integran el hormigón
Los componentes básicos del hormigón son cemento, agua y áridos
Cemento
Los cementos son productos que amasados con agua fraguan y endurecen formándose
nuevos compuestos resultantes de reacciones de hidratación que son estables tanto al aire
como sumergidos en agua.
El cemento se encuentra en polvo y la finura de su molido es determinante en sus
propiedades conglomerantes, influyendo decisivamente en la velocidad de las reacciones
químicas de su fraguado y primer endurecimiento. Al mezclarse con el agua los granos de
cemento se hidratan sólo en una profundidad de 0,01 mm, por lo que si los granos fuesen
muy gruesos el rendimiento de la hidratación sería pequeño al quedar en el interior un
núcleo inerte. Sin embargo una finura excesiva provoca una retracción y calor de
hidratación elevados. Además dado que las resistencias aumentan con la finura hay que
llegar a una solución de compromiso, el cemento debe estar finamente molido pero no en
exceso.
4. Áridos
Los áridos deben poseer por lo menos la misma resistencia y durabilidad que se exija al
hormigón. No se deben emplear calizas blandas, feldespatos, yesos, piritas o rocas friables
o porosas. Para la durabilidad en medios agresivos serán mejores los áridos silíceos, los
procedentes de la trituración de rocas volcánicas o los de calizas sanas y densas.
El árido que tiene mayor responsabilidad en el conjunto es la arena. Según Jiménez
Montoya no es posible hacer un buen hormigón sin una buena arena. Las mejores arenas
son las de río, que normalmente son cuarzo puro, por lo que aseguran su resistencia y
durabilidad.
Con áridos naturales rodados, los hormigones son más trabajables y requieren menos agua
de amasado que los áridos de machaqueo, teniéndose además la garantía de que son piedras
duras y limpias. Los áridos machacados procedentes de trituración, al tener más caras de
fractura cuesta más ponerlos en obra, pero se traban mejor y se refleja en una mayor
resistencia.
Si los áridos rodados están contaminados o mezclados con arcilla, es imprescindible
lavarlos para eliminar la camisa que envuelve los granos y que disminuiría su adherencia a
la pasta de hormigón. De igual manera los áridos de machaqueo suelen estar rodeados de
polvo de machaqueo que supone un incremento de finos al hormigón, precisa más agua de
amasado y darán menores resistencias por lo que suelen lavarse.
Los áridos que se emplean en hormigones se obtienen mezclando tres o cuatro grupos de
distintos tamaños para alcanzar una granulometría óptima. Tres factores intervienen en una
granulometría adecuada: el tamaño máximo del árido, la compacidad y el contenido de
granos finos. Cuando mayor sea el tamaño máximo del árido, menores serán las
necesidades de cemento y de agua, pero el tamaño máximo viene limitado por las
dimensiones mínimas del elemento a construir o por la separación entre armaduras, ya que
esos huecos deben quedar rellenos por el hormigón y, por tanto, por los áridos de mayor
tamaño. En una mezcla de áridos una compacidad elevada es aquella que deja pocos
huecos; se consigue con mezclas pobres en arenas y gran proporción de áridos gruesos,
precisando poca agua de amasado; su gran dificultad es conseguir compactar el hormigón,
pero si se dispone de medios suficientes para ello el resultado son hormigones muy
resistentes. En cuanto al contenido de granos finos, estos hacen la mezcla más trabajable
pero precisan más agua de amasado y de cemento. En cada caso hay que encontrar una
fórmula de compromiso teniendo en cuenta los distintos factores. Las parábolas de Fuller y
de Bolomey dan dos familias de curvas granulométricas muy utilizadas para obtener
adecuadas dosificaciones de áridos.
Agua
El agua de amasado interviene en las reacciones de hidratación del cemento. La cantidad de
la misma debe ser la estricta necesaria, pues la sobrante que no interviene en la hidratación
del cemento se evaporará y creará huecos en el hormigón disminuyendo la resistencia del
mismo. Puede estimarse que cada litro de agua de amasado de exceso supone anular dos
kilos de cemento en la mezcla. Sin embargo una reducción excesiva de agua originaría una
mezcla seca, poco manejable y muy difícil de colocar en obra. Por ello es un dato muy
importante fijar adecuadamente la cantidad de agua.
Durante el fraguado y primer endurecimiento del hormigón se añade el agua de curado para
evitar la desecación y mejorar la hidratación del cemento.
5. Ambas, el agua destinada al amasado, como la destinada al curado deben ser aptas para
cumplir su función. El agua de curado es muy importante que sea apta pues puede afectar
más negativamente a las reacciones químicas cuando se está endureciendo el hormigón.
Normalmente el agua apta suele coincidir con la potable y están normalizados una serie de
parámetros que debe cumplir. Así en la normativa está limitado el pH, el contenido en
sulfatos, en ion cloro y los hidratos de carbono.
Cuando una masa es excesivamente fluida o muy seca hay peligro de que se produzca el
fenómeno de la segregación (separación del hormigón en sus componentes: áridos, cemento
y agua). Suele presentarse cuando se hormigona con caídas de material superiores a los 2
metros.
Otros componentes minoritarios
Otros componentes minoritarios que se pueden incorporar son: adiciones, aditivos, fibras, cargas y
pigmentos
Las adiciones son materiales inorgánicos, puzolánicos o con hidraulicidad latente que,
finamente molidos, pueden ser añadidos al hormigón en el momento de su fabricación, con
el fin de mejorar alguna de sus propiedades o conferirle propiedades especiales.
Los aditivos son sustancias o productos que se incorporan al hormigón, antes o durante el
amasado, produciendo la modificación de alguna de sus características, de sus propiedades
habituales o de su comportamiento
PROPIEDADES DEL HORMIGÓN FRESCO
Hormigón Fresco: el hormigón fresco es desde que amasamos el hormigón hasta que
fragua el cemento.
Docilidad.
Es la facilidad que tiene un hormigón para ser amasado, manipulado y puesto en obra, con
los medios de compactación que se disponga.
TRABAJABILIDAD Depende de:
Dimensiones del elemento.
Secciones armadas.
Medios de puesta en obra.
Habrá una mayor docilidad cuando:
Le echemos más agua. Repercute en la resistencia (Baja).
Más finos.
Áridos rodados.
Más cemento.
Fluidificantes.
Adiciones.
Consistencia.
Denominamos consistencia a la mayor o menor facilidad que tiene el hormigón
fresco para deformarse o adaptarse a una forma especifica.
6. La consistencia depende:
o Agua de amasado.
o Tamaño máximo del árido.
o Granulometría.
o Forma de los áridos (Rodados dan mas facilidad de adatación que los de
machaqueo).
o Influye mucho el método de compactación.
Tipos de Consistencia:
Seca - vibrado enérgico.
Plástica - vibrado normal.
Blanda - apisonado.
Fluida - barra.
Tabla de consistencia / asiento
Homogeneidad y uniformidad.
Homogeneidad: es la cualidad que tiene un hormigón para que sus componentes se
distribuyan regularmente en la masa (En una sola amasada).
Uniformidad: se le llama cuando es en varias amasadas.
Depende:
Buen amasado.
Buen transporte.
Buena puesta en obra.
Se pierde la homogeneidad por tres causas:
Irregularidad en el amasado.
Exceso de agua.
Cantidad y tamaño máximo de los áridos gruesos.
Esto provoca:
SEGREGACIÓN: separación de los áridos gruesos y finos.
DECANTACIÓN: los áridos gruesos van al fondo y los finos se quedan arriba.
Compacidad.
Es la relación entre el volumen real de los componentes del hormigón y el volumen
aparente del hormigón.
C = Vr / Va C = 1 - (a/100) siendo a = cantidad de agua.
7. No se tiene en cuenta el aire ocluido.
Propiedades del hormigón endurecido.
Características fisico-químicas.
Impermeabilidad.
El hormigón es un sistema poroso y nunca va a ser totalmente impermeable.
Permeabilidad: es la capacidad que tiene un material de dejar pasar a través de sus poros
un fluido.
Para una mayor impermeabilidad se pueden utilizar GELES (aditivos).
Va a depender de:
Finura del cemento.
Cantidad de agua.
Compacidad.
La permeabilidad se corrige con una buena puesta en obra.
Durabilidad.
Depende de los agentes agresivos, que pueden ser mecánicos, químicos o fisiscos.
Los que más influyen negativamente:
Sales.
Calor.
Agente contaminante.
Humedad.
El efecto producido es un deterioro:
Mecánico.
Físico.
Resistencia térmica.
Bajas temperaturas - Hielo / deshielo (deterioro mecánico).
Altas temperaturas - >300º C.
ELABORACIÓN DEL HORMIGÓN.
TEMPERATURA DE ELABORACIÓN DEL HORMIGÓN. Durante el
hormigonado en clima frío, el hormigón, al momento de ser colocado debe
tener una temperatura superior a la temperatura ambiente para así evitar el
congelamiento del agua que tiene en su interior ya que esto provoca daños
irreparables en las estructuras.
Para lograr una temperatura adecuada durante la colocación del hormigón se aconseja que
los materiales, durante la fabricación del hormigón, cumplan con los valores indicados en la
tabla siguiente:
8. Temperatura mínima de elaboración del hormigón.
Temperatura
Ambiente
ºC Temperatura de colocación ºC
13 10 7 5
Temperatura requerida en la hormigonera.
0 a 5 16 13 10 7
-18 a 0 18 16 13 10
Menor que -18 21 18 16 13
Temperaturas mayores a las señaladas en la tabla anterior no producen una mayor
protección del hormigón, ya que el calor se disipa rápidamente y produce rigidización
prematura, agrietamientos y otros efectos indeseables.
PROCEDIMIENTO PARA OBTENER LA TEMPERATURA EN LA
HORMIGONERA.
a) Calentamiento de los áridos: cuando la temperatura ambiente sea muy baja, puede ser
necesario el calentamiento del árido fino e inclusive el calentamiento de todos los áridos.
Los áridos se deben calentar con vapor de agua, se prohíbe el uso de calor seco. Se debe
procurar alcanzar una temperatura uniforme de la amasada inferior a 40º C.
b) Calentamiento del agua: de todos los materiales, el agua de amasado resulta más fácil
de calentar e incorpora a la mezcla más calorías que los demás, individualmente
considerados. La temperatura del agua a veces resulta insuficiente ya que no puede elevarse
por encima de 85°C, pues su contacto con el cemento puede producir acciones indeseables
en el hormigón. Si se calientan agua y agregados, deben ser mezclados en la hormigonera
previamente a la incorporacióndel cemento, para que cuando se agregue éste la temperatura
en la máquina no supere los 27°C. Temperaturas más elevadas llevarán a pérdida de
asentamiento del hormigón y al fraguado brusco, que originaría fisuras y juntas de trabajo
no previstas.
Ensayos del hormigón
Generalidades y clasificación
El ensayo del hormigón se realiza en sus dos estados; fresco para conocer sus
características y endurecido para determinar sus cualidades y resistencia. El
comportamiento de un hormigón frente a los distintos esfuerzos es variable y complejo.
Clasificación:
1) Según su naturaleza:
Destructivos: determinan la resistencia mediante la rotura de probetas o piezas de
hormigón.
No destructivos: determinan la calidad sin destruir la estructura.
2) Según su finalidad:
Ensayos previos: determinan la dosificación del material deacuerdo con las condiciones de
ejecución. Se realizan antes de comenzar las obras.
9. Ensayos característicos: comprueban que la resistencia y dispersión del hormigón en obra
se encuentran dentro de los límites del proyecto.
Ensayos de control: con probetas moldeadas en obra para comprobar que la resistencia del
hormigón se mantiene igual o mayor que la exigida.
Ensayos de información: pretenden conocer la resistencia del hormigón correspondiente a
una parte de la obra y a una edad determinada.
Ensayos del hormigón fresco
Toma de muestras del hormigón fresco.
. Las muestras han de ser representativas y de volumen 1,25 - 1,50 veces el volumen de
las probetas.
. En camiones hormigonera tenemos que vigilar la segregación y tomar una muestra
uniforme del contenido de la hormigonera.
. Para comprobar la homogeneidad de un vertido; las muestras se tomarás a ¼ y ¾ de la
descarga y entre estos para los distintos ensayos.
. Cuando no se puedan tomar muestras durante la descarga, tomaremos 5 porciones
aleatorias de la descarga completa, no cercanas a los bordes donde puede haberse producido
segregación.
. La muestra debe protegerse del sol, lluvia, viento y desecación, y no exceder los 15 min
antes de su utilización.
Ensayos de consistencia.
Cono de Abrams:
. Se utiliza un molde sin fondo de forma troncocónica, provisto de dos asas para
manipularlo, con unas dimensiones interiores específicas.
. Se coloca el molde sobre una superficie plana, rígida e impermeable. Se humedece el
interior del molde y la superficie. Se introduce el hormigón y enrasa la superficie.
. Se desmoldea inmediatamente, levantando el cono despacio y en dirección vertical
sin sacudidas y medimos el punto más alto de la masa asentada.
. El ensayo no se aplica con áridos > 40 mm.
Mesa de sacudidas:
. Se realizan las mismas operaciones que con el Cono de Abrams pero situando el
molde sobre una mesa limpia que lo somete a 16 sacudidas o golpes en caída libre.
10. . La consistencia se expresa en % de aumento del diámetro de la base inferior del
cono.
ConsistómetroVebe:
. Trata de medir en segundos el tiempo que tarda el hormigón en extenderse totalmente
sobre una placa de vidrio con la ayuda de una mesa vibrante.
. Si el resultado es inferior a 5 segundos, el ensayo es poco significativo.
Determinación de la densidad.
.Se utiliza un molde rígido que se rellena y compacta. Se determina la masa de hormigón
restando, de la masa total, la del molde. Dividiendo por el volumen del molde se obtiene la
densidad.
Contenido de aire ocluido:
. Consiste en determinar la deformación elástica que experimenta el hormigón fresco bajo
una presión dada y en condiciones definidas, y compararla con la de un volumen conocido
de aire sometido a la misma presión.
Ensayos mecánicos mediante probetas enmoldadas.
Definición de las probetas y moldes:
. La forma y dimensiones de las probetas deben ser proporcionales al tamaño del árido.
. Los moldes deben ser rígidos y no absorbentes. Se untan con aceite mineral o otra
sustancia que no ataque al cemento y evite la adherencia.
Preparación de las probetas:
. Si el asiento en el Cono de Abrams < 4 cm Compactación por vibrado
" 4 cm Compactación por picado
. Una vez compactado el hormigón debe ser enrasada con pasta de cemento la parte
superior de la probeta.
. Las probetas se manipularán lo mínimo posible y se cubrirán para evitar la desecación.
Conservación:
. Hemos de tener mucho cuidado en el transporte y conservación y se debe hacer en un
lugar adecuado, con una humedad y temperatura determinados.
. Cuando se trata de hormigón en obra debe conservarse con unas condiciones lo más
parecidas a las de la estructura de ensayo.
Refrentado de las probetas cilíndricas con mortero de azufre:
. Las caras planas de probetas destinadas a rotura por compresión con imperfecciones deben
ser refrentadas mediante un tratamiento térmico, con una mezcla de azufre, arena y
eventualmente un fundente.
11. Métodos de ensayo de probetas de hormigón:
. Durante el ensayo la carga debe aplicarse de una manera continua y sin saltos.
. Las dimensiones de las probetas deben medirse con un error < 1 mm.
. Las superficies de los platos no han de presentar.
. El diámetro de la esfera de rotura no debe ser >> que la dimensión de la probeta, y el
centro de la esfera debe estar situado en la vertical de centro de la carga.
Método de ensayo a compresión:
. Se limpiaran tanto las superficies de carga de los dos platos como las caras de la probeta.
. Los cubos deben ensayarse sobre las caras laterales que corresponden al molde.
. La carga debe aplicarse de una manera continua sin saltos y a una velocidad constante.
. No debe introducirse ninguna corrección a los mandos de la máquina de ensayo cuando la
probeta se deforma rápidamente momentos antes de la rotura.
Método de ensayo a flexotracción:
. Las probetas se rompen a flexión mediante la aplicación de dos cargas iguales y
simétricas. Las probetas se apoyan y reciben la carga sobre las dos caras laterales que
estuvieron en contacto con el molde.
Método de ensayo a tracción indirecta:
.Consiste en la rotura de la probeta, generalmente cilíndrica, mediante la aplicación de una
carga de compresión en dos generatrices diametralmente opuestas.
Hormigón armado
Una estructura de hormigón armado está formada: de hormigón (cemento portland, arena y
pedregullo o canto rodado) y de una armadura metálica, que consta de hierros redondos, la
que se coloca donde la estructura - debido a la carga que soporta - está expuesta a esfuerzos
de tracción. En cambio, se deja el hormigón solo, sin armadura metálica, donde este sufre
esfuerzos de compresión.
Tal disposición de los dos materiales (hormigón y hierro) está basado en el hecho de que el
hormigón resiste de por sí muy bien a la compresión (hasta 50 Kg. por cm², siendo que el
hierro presenta una gran resistencia a la tracción, de I000 a 1200 Kg. por cm: y más).
El hormigón armado es el material más indicado para las construcciones de puentes,
alcantarillas, caminos, conductos para líquidos, tanques, muros de contención zapatas para
fundación de muros y columnas para esqueletos de obras edilicias.
En este último caso, el inconveniente que presenta el hormigón armado son las dificultades
y casi la imposibilidad de hacer una modificación en el edificio, lo que no sucede siendo el
esqueleto puramente metálico.
Generalmente en el concreto se utiliza piedra quebrada o chancada como se conoce
comúnmente (debido a que se produce en una máquina llamada chancadora o trituradora);
es preferible emplear piedra de una sola medida, es conveniente combinar entre piedra de
1” y de 1 ½ para estructuras normales y en el caso de vigas y columnas (concreto
estructural) es conveniente emplear piedra de ¼ combinada con ½ o o un agregado con
tamaño máximo de 3/4″. Los diferentes tamaños de piedra se consideran en la siguiente
relación:
12. Piedra quinta: 1 cm (3/8″)
Piedra cuartilla: 1.9 cm (3/4″)
Piedra cuarta: 2.5 cm (1″)
Piedra tercera: 3.7 cm (1 1/27
ARMADURA DE ACERO
Las armaduras de acero se hacen de acuerdo con los planos estructurales de construcción.
Se emplean tanto en posición vertical como horizontal, verticalmente se emplean para
columnas y en posición horizontal para las vigas y voladizos.
Las varillas se cortan y doblan antes de comenzar la construcción, van enterradas en la
zanja inicial para el caso de columnas. Para el proceso de doblado se emplea un banco de
trabajo para doblar varillas que no es más que un tablón de 5 cm x 30 cm x 3,30 mts. (2″ x
12″ x 3.30 mts.) de madera semidura con pines de acero según las medidas para crear
estribos y colocado sobre caballetes; actualmente se está difundiendo el empleo en obra de
columnas electro soldadas pre-fabricadas por lo que esta herramienta va quedando en
desuso.
Un detalle adicional es que la mezcla de concreto debe por lo menos cubrir las varillas en
una pulgada para evitar rajaduras.
Las medidas comerciales de varillas y su empleo son:
Varilla de 6 mm de diámetro = 1/4 pulg, Estribos y refuerzos.
Varilla de 9 mm de diámetro = 3/8 pulg. Refuerzos de lozas, vigas ligeras.
Varilla de 12 mm de diámetro = 1 /2 pulg.Columnas y vigas matrices.
Varilla de mm de diámetro = 5/8 pulg.Armaduras de edificios, columnas de soporte y vigas
maestras.
Varilla de 19 mm de diámetro = 3/4 pulg. Armaduras de edificios, columnas de soporte y
vigas maestras.
Durabilidad del Hormigón Armado
Se define la durabilidad del hormigón armado como: “La capacidad para resistir a la acción
del tiempo, los ataques químicos, la abrasión o cualquier otro proceso de deterioro, es decir,
el hormigón armado retendrá su forma original, su calidad y su servicio, cuando se exponga
a su medio ambiente”. Ningún material es intrínsecamente durable. Producto de la
interacción entre su micro estructura y el ambiente que lo rodea hace que sus propiedades
cambien con el tiempo.
Se considera que un material alcanza el final de su vida de servicio cuando sus propiedades
bajo ciertas condiciones de uso se han deteriorado a tal extremo, que el continuar
utilizándolo se le considera inseguro o antieconómico. Los procesos que pueden provocar
una durabilidad insuficiente son variados y complejos y dependen, tanto de la concepción
del elemento estructural realizado durante el proyecto, la calidad de los materiales
componentes, forma de dosificación, fabricación, y su mantenimiento.
El grado de deterioro de dichas estructuras, puede relacionarse con numerosas variables,
entre ellas podríamos citar, mala calidad del hormigón, espesores de recubrimientos
menores que los permitidos, influencia del efecto de los vientos, errores de proyecto etc.