Hormigón como se especifica.
Fuente: Plataforma de Arquitectura, · Wikipedia, Wiki-ead-pucv
HORMIGÓN
El hormigón o concreto es un material compuesto empleado en construcción, formado esencialmente por un aglomerante (en la mayoría de las ocasiones cemento (generalmente cemento Portland ) al que se añade partículas o fragmentos de un agregado (áridos, como grava, gravilla y arena) agua (hidratación) y aditivos específicos. La sola mezcla de cemento con arena y agua (sin la participación de un agregado) se denomina mortero.
PROPIEDADES
Las propiedades del concreto son sus características o cualidades básicas. Las cuatro propiedades principales del concreto son: TRABAJABILIDAD, COHESIVIDAD, RESISTENCIA Y DURABILIDAD. (IMCYC, 2004).
Las características del concreto pueden variar en un grado considerable, mediante el control de sus ingredientes. Por tanto, para una estructura específica, resulta económico utilizar un concreto que tenga las características exactas necesarias, aunque esté débil en otras.
Trabajabilidad.
Es una propiedad importante para muchas aplicaciones del concreto. En esencia, es la facilidad con la cual pueden mezclarse los componentes y la mezcla resultante puede manejarse, transportarse y colocarse con poca pérdida de la homogeneidad.
Durabilidad.
El concreto debe ser capaz de resistir la intemperie, acción de productos químicos y desgastes, a los cuales estará sometido en el servicio.
Impermeabilidad.
Es una importante propiedad del concreto que puede mejorarse, con frecuencia, reduciendo la cantidad de agua en la mezcla.
Resistencia.
Es una propiedad del concreto que, casi siempre, es motivo de preocupación. Por lo general se determina por la resistencia final de una probeta en compresión. Como el concreto suele aumentar su resistencia en un período largo, la resistencia a la compresión a los 28 días es la medida más común de esta propiedad. (Frederick, 1992)
HORMIGÓN ARMADO
Consiste en la utilización de hormigón reforzado con barras o mallas de acero, llamadas armaduras.
El hormigón armado es de amplio uso en la construcción siendo utilizado en edificios de todo tipo, caminos, puentes, presas, túneles, obras industriales y también en obras marítimas.
• La utilización de acero cumple la misión de transmitir los esfuerzos de tracción a los que está sometida la estructura.
• El hormigón tiene gran resistencia a la compresión pero su resistencia a tracción cortante es pequeña.
CARACTERÌSTICAS MECÁNICAS.
La principal característica estructural del hormigón o concreto es resistir muy bien los esfuerzos de compresión. Sin embargo, tanto su resistencia a tracción como al esfuerzo cortante son relativamente bajas, por lo cual se debe utilizar en situaciones donde las solicitaciones por tracción o cortante sean muy bajas.
Para determinar la resistencia se preparan ensayos mecánicos (ensayos de rotura) sobre probetas de hormigón. Para superar este inconveniente, se "arma" el concreto introduciendo barras de acero, conocido como concreto armado, o concreto reforzado, permitiendo soportar los esfuerzos cortantes y de tracción con las barras de acero.
Es usual, además, disponer barras de acero reforzando zonas o elementos fundamentalmente comprimidos, como es el caso de los pilares. Los intentos de compensar las deficiencias del concreto a tracción y cortante originaron el desarrollo de una nueva técnica constructiva a principios del siglo XX, la del concreto armado.
Así, introduciendo antes del fraguado enfierradura de alta resistencia tensados en el concreto, este queda comprimido al fraguar, con lo cual las tracciones que surgirían para resistir las acciones externas, se convierten en descompresiones de las partes previamente comprimidas, resultando muy ventajoso en muchos casos.
Para el pretensado se utilizan aceros de muy alto límite elástico, dado que el fenómeno denominado fluencia lenta anularía las ventajas del pretensado.
Posteriormente se investigó la conveniencia de introducir tensiones en el acero de manera deliberada y previa al fraguado del concreto de la pieza estructural, desarrollándose las técnicas del concreto pretensado y el concreto postensado.
Los aditivos permiten obtener concreto de alta resistencia; la inclusión de monómeros y adiciones para concreto aportan múltiples mejoras en las propiedades del concreto.
Cuando se proyecta un elemento de hormigón armado se establecen las dimensiones, el tipo de concreto, la cantidad, calidad, aditivos, adiciones y disposición del acero que hay que aportar en función los esfuerzos que deberá resistir cada elemento.
Un diseño racional, la adecuada dosificación, mezcla, colocación, consolidación, acabado y curado, hacen del concreto un material idóneo para ser utilizado en construcción, por ser resistente, durable, incombustible, casi impermeable, y requerir escaso mantenimiento.
Como puede ser moldeado fácilmente en amplia variedad de formas y adquirir variadas texturas y colores, se utiliza en multitud de aplicaciones.
Características físicas del concreto
Las principales características físicas del concreto, en valores aproximados, son:
• Densidad: en torno a 2350 kg/m³
• Resistencia a compresión: de 150 a 500 kg/cm² (15 a 50 MPa) para el concreto ordinario.
Existen hormigones especiales de alta resistencia que alcanzan hasta 2000 kg/cm² (200 MPa).
• Resistencia a tracción: proporcionalmente baja, es del orden de un décimo de la resistencia a compresión y, generalmente, poco significativa en el cálculo global.
• Tiempo de fraguado: dos horas, aproximadamente, variando en función de la temperatura y la humedad del ambiente exterior.
• Tiempo de endurecimiento: progresivo, dependiendo de la temperatura, humedad y otros parámetros. o De 24 a 48 horas, adquiere la mitad de la resistencia máxima; en una semana 3/4 partes, y en 4 semanas prácticamente la resistencia total de cálculo.
• Dado que el concreto se dilata y contrae en magnitudes semejantes al acero, pues tienen parecido coeficiente de dilatación térmico, resulta muy útil su uso simultáneo en obras de construcción; además, el concreto protege al acero de la oxidación al recubrirlo.
COMO ESPECIFICAR UN HORMIGÓN
Al momento de realizar y materializar una obra, es conveniente conocer la norma NCh170 – 2016.
En ella se han estipulado diversos aspectos muy interesantes sobre la construcción en hormigón, como un capítulo para atender adecuadamente la durabilidad.
Asimismo, algunos aspectos básicos a tener en cuenta para especificar el material..
Existen tres métodos de colocación del hormigón:
• Capacho
• Bombeo
• Descarga directa
Los hormigones se pueden especificar de dos formas:
Resistencia
En el proyecto previo de los elementos, la resistencia característica (fck) del hormigón es aquella que se adopta en todos los cálculos como resistencia a compresión del mismo, y dando por hecho que el hormigón que se ejecutará resistirá ese valor, se dimensionan las medidas de todos los elementos estructurales.
La resistencia característica de proyecto (fck) establece por tanto el límite inferior, debiendo cumplirse que cada amasada de hormigón colocada tenga esa resistencia como mínimo.
En la práctica, en la obra se realizan ensayos estadísticos de resistencias de los hormigones que se colocan y el 95 % de los mismos debe ser superior a fck, considerándose que con el nivel actual de la tecnología del hormigón, una fracción defectuosa del 5 % es perfectamente aceptable.
La resistencia del hormigón a compresión se obtiene en ensayos de rotura por compresión de probetas cilíndricas normalizadas realizados a los 28 días de edad y fabricadas con las mismas amasadas puestas en obra.
La Instrucción española del hormigón estructural (EHE) recomienda utilizar la siguiente serie de resistencias características a compresión a 28 días (medidas en Newton/mm²): 20; 25; 30, 35; 40; 45 y 50.
Por ello, las plantas de fabricación de hormigón suministran habitualmente hormigones que garantizan estas resistencias.
Por dosis de cemento
En este caso se especifica la dosis de cemento que debe tener el hormigón, más el tamaño máximo del árido y el asentamiento de cono requerido. Este tipo de hormigones no tienen requisitos de resistencia mecánica Ejemplo: 170 kgc/m 3 : Hormigón con 170 kg de cemento por metro cúbico
Para especificar un hormigón por resistencia, es importante tomar en consideración lo siguiente, además del elemento a hormigonar y su método de colocación:
Por resistencia
En general, el hormigón se clasifica en grados que están en función de la resistencia a compresión. La resistencia se expresa en megapascales (MPa), a 28 días de edad, considerando probetas cilíndricas de 300 mm de altura y 150 mm de diámetro.
La letra G indica la utilización de probeta cilíndrica para diferenciarla de la obsoleta probeta cúbica de 200 mm de arista que se identificaba por la letra H.
La nueva norma NCh170 – 2016 incluye la siguiente tabla de grados de resistencias (se pueden considerar grados superiores):
GRADO RESISTENCIA ESPECIFICADA MPa
G05 5
G10 10
G15 15
G17 17
G20 20
G25 25
G30 30
G35 35
G40 40
Luego de la letra G
se agrega una letra que diferencia el método que se va a utilizar para su colocación en obra. Se emplea N (otras espresas R) para hormigones normales diseñados para ser colocados mediante capachos, descarga directa, otros similares.
Se utiliza la letra B
Cuando se define un hormigón que debe ser diseñado para ser transportado a su lugar de colocación mediante bombas hormigoneras.
Fracción defectuosa
Se define en términos porcentuales como la cantidad de hormigón que el ingeniero proyectista espera resulte con resistencia inferior al valor de resistencia que él ha especificado.
Para hormigones estructurales, acorde a ACI 318, el nivel de fracción defectuosa es de 10 %. Sólo para hormigones no estructurales, es decir, aquellos hormigones con resistencia inferior a 17 MPa se acepta el uso de fracciones defectuosas de 20 %.
Tamaño máximo
En relación al tamaño máximo nominal, éste se define en función del elemento a hormigonar. En general se recomienda que el tamaño máximo del árido sea menor o igual que:
a) Un quinto entre la menor distancia entre las paredes del molde
b) Tres cuartos de la menor distancia libre entre armaduras
c) Un tercio del espesor de losas armadas.
Asentamiento de cono
El asentamiento de cono, designado de 2 en 2 cm, se debe definir en función del elemento a hormigonar y/o el método de transporte del hormigón al interior de la obra.
En el caso de obras de pavimentación, descarga directa desde el camión, es usual el uso de asentamientos de cono de 6 cm.
Para hormigonado de elementos de cuantías de armaduras normales (losas, muros, vigas de viviendas y similares, utilizando capachos) se recomienda utilizar asentamientos de cono de 6 u 8 cm. P
ara elementos con elevadas cuantías de armaduras, y con el fin de evitar defectos asociados a compactación insuficiente, se recomienda utilizar hormigones con asentamientos de cono iguales o mayores a 10 cm.
Siempre será recomendable adoptar asentamientos de cono de 10 cm, o superior, para hormigonado de elementos normales en cuanto a geometría y/o cantidad de armadura, en particular si una de estas situaciones genera a la obra algo de complicaciones en los procesos y tiempos de vaciado, colocación y/o compactación.
Ejemplo: GB25 90 20 10
G (Ensayo en probeta cilíndrica)
B ...... Hormigón (Bombeable) sino es N (Normal o R de regular)
25 .... Resistencia específica a la compresión en este ejemplo 25 Mpa
90...... NC Nivel de confianza , fracción defectuosa
20 ......Tamaño del árido en mm
10 ......Asentamiento de cono en cm (relación agua)
