Tecnología del hormigón

Tecnología del Hormigón

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Contenido

Introducción        3

Objetivos        3

General        3

Especifico        3

Componentes del hormigón        4

Cemento        4

Propiedades químicas del cemento Portland        5

Características principales        5

Agregados        6

Agregado fino        7

Agregado grueso        8

El agua        9

Aditivos        9

Tipos de aditivos        10

Funciones        11

Norma Ecuatoriana  de Construcción        12

Norma Española EHE-08. Capítulo VI        14

Dosificación del hormigón        15

Métodos de dosificación        15

Bibliografía        15

Ilustración 1 Cemento Portland        4

Ilustración 2 Clasificación de los agregados pétreos según su tamaño        6

Ilustración 3: Canteras de arena        7

Ilustración 4: Agregado grueso        8

Ilustración 5: El agua en la mezcla del hormigón        9

Ilustración 6: Aditivos para las mezclas aglomerantes        10

Introducción

        El hormigón es uno de los materiales más empleados en la construcción de obras civiles, por su gran resistencia a esfuerzos de compresión y flexión, durabilidad y trabajabilidad por lo que lo vuelve un material importante, sin embargo el incorrecto uso de los materiales que conforma el hormigón armado puede traer consigo varias consecuencias desde daños leves de mampostería hasta el colapso de la edificación completa, por ello es fundamental realizar un análisis previo de cada uno de los componentes conociendo sus propiedades y la función que cumple  dentro del hormigón. Para ello se tomó como referencia varios trabajos de investigaciones donde detallan todas las características que debe tener los materiales pétreos  para  el mezclado del hormigón y las normas de construcción tanto Ecuatorianas como Españolas donde indican los requisitos necesarios tanto de granulometría como de propiedades que deben tener los componentes del hormigón. Uno de los  trabajos de investigación tomado es el de Andrés Quintero y Johan Hernández  “El diseño de mezclas de hormigón por método A.C.I.”  y  se consideró la norma INEN 872, la norma ecuatoriana de construcción la NEC y la norma española EHE-08.

Objetivos

General

        Conocer los componentes que conforman el hormigón armado

Especifico

• Analizar las funciones que cumple cada componente para que el hormigón sea un material resistente.
• Conocer los parámetros que  debe cumplir cada material según la norma para realizar la mezcla de hormigón.

Componentes del hormigón

        Se entiende por componente al conjunto de elementos que conforman una sola mezcla, el hormigón es la unión de varios materiales naturales como artificiales donde da como resultado una mezcla homogénea y resistente, la materia prima que se emplea en el hormigón está compuesto por  los agregados tanto gruesos (grava) como finos (arena) ocupando un 65% de la mezcla, el cemento (generalmente portland)  ocupando el 25% de la composición y agua ocupando el 10% total de toda la composición de la mezcla del hormigón.

Cemento

        El cemento es un material aglutinante con propiedades de adherencia y cohesión, que permite la unión de materiales minerales entre sí, formando una mezcla compacta y homogénea. En las construcciones civiles por lo general se usa el cemento Portland compuesto por materiales calcáreos, arcillosos y otros óxidos de hierro, a esta mezcla se le aplica yeso, el cual se utiliza para controlar el endurecimiento del cemento una vez que entra en contacto con el agua.  (Tipos de cementos portland y sus aplicaciones, 2010)

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        En la actualidad se fabrican diferentes tipos de cemento portland para aplicaciones específicas. Cada especificación varía según la normativa del país que corresponda. En el caso de Ecuador la norma NTE INEN 152, clasifica 5 tipos de cemento portland:

        Tipo I: Es de uso general (edificios, estructuras industriales, etc.)

        Tipo II: Contiene resistencia moderada a los sulfatos y calor de hidratación moderado (Puentes, tuberías de concreto, etc.)

        Tipo III: Tiene resistencia alta (Se emplea cuando se desea tener un fraguado rápido, es decir, retirar el molde que le da forma al hormigón a los pocos días del vaciado).

        Tipo IV: Contiene bajo calor de hidratación (Empleado en instalaciones que demanden un bajo calor de hidratación).

        Tipo V: Contiene alta resistencia a los sulfatos (Canales, alcantarillas, obras portuarias, etc.)

Propiedades químicas del cemento Portland

        Para este caso solo se analiza  el tipo I del cemento, debido  a que es el más usado dentro de la construcción. Este tipo de cemento está compuesto químicamente por un 48% de silicato  tricálcico ( ), 27% de Silicato di cálcico (), 12% de Aluminato tricálcico () y un 8% de Ferroaluminato tetracálcico ().  Puesto que compensa el calor de hidratación y aumenta de forma rápida la resistencia mecánica.[pic 14][pic 15][pic 16][pic 17]

Características principales

• Funciona como un pegamento en donde une los agregados para soportar y resistir esfuerzos de grandes magnitudes.
• Presenta diversas características  de acuerdo al estado que se encuentre:

• Estado Fresco: También conocido como estado plástico, la pasta aglomerante actúa como lubricante de los áridos.
• Estado sólido: Obstruye los espacios que hay entre las partículas al aglutinarse, reduciendo la permeabilidad del concreto.

Agregados

        Los agregados son partículas pétreas que brindan resistencia mecánica y textura superficial, garantizando la adherencia a la pasta cementada. La calidad de los agregados dependerá del lugar de origen, distribución granulométrica, densidad, forma y superficie, pueden ser extraídas mediante depósitos aluviales y de canteras de varias rocas naturales. Hoy en día existen agregados superficiales que satisfacen las necesidades que se puedan presentar en obra, estos materiales están constituidos por arcilla expandida (utilizada en recrecidos de soleras y como aislante sísmico), Clinker (Principal material del cemento), limadura de hierro (aplicadas en pisos de plantas industriales), entre otros. Los agregados se pueden clasificar de dos tipos: Agregados gruesos y agregados finos, la cual va a estar en relación de la cantidad de masa con el volumen que ocupe cada agregado como se muestra a continuación:[pic 18]

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Agregado fino

        Consisten en arena natural o piedra triturada cuyas partículas son menores a los 5mm, es usado como llenante, actuando como lubricante sobre los agregados gruesos dándole manejabilidad al concreto.

        La mala distribución de la arena puede ocasionar perdida de resistencia del hormigón, la falta de arena produce que la mezcla se encuentre en un estado áspero, mientras que el exceso de la misma demanda mayor cantidad de agua desequilibrando la relación agua/cemento.

        El módulo de finura del agregado fino utilizado en la mezcla deberá estar entre 2,3 y 3,1  para evitar segregación del agregado grueso. [pic 21]

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Agregado grueso

        Está conformado por roca o grava triturada de las fuentes previamente seleccionadas y analizadas en laboratorios, el tamaño mínimo será de 4.8 mm. El agregado grueso debe seguir parámetros granulométricos.[pic 24][pic 25]

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Consideraciones a tomar en cuenta

• Se deben evitar aquellos agregados alargados o con superficies planas, ya que, dichas formas suelen ser quebradizas y perjudican la trabajabilidad de la mezcla del hormigón fresco.
• Los agregados gruesos deben presentar una textura rugosa para facilitar la adherencia con la pasta aglomerante y evitar vacíos de aire en la mezcla.
• Asegurar que los agregados que se vayan a emplear hayan pasado por ensayos granulométricos.
• Los agregados gruesos deben ser lo menos porosos posibles para asegurar la resistencia mecánica.
• Controlar la cantidad de absorción que tengan los agregados en la mezcla, manteniendo una mezcla compacta.

Características principales

• Disminuye los cambios volumétricos en el proceso de fraguado.
• Reduce el contenido de cemento por metro cúbico-
• Son de origen natural y presentan grandes propiedades físico-químico.
• Sus diseños de mezcla son económicos.

El agua

        El agua se define como la cantidad necesaria  por volumen unitario de cemento que requiere el hormigón, para generar una pasta eficientemente hidratada, el cual permita la lubricación adecuada de los agregados cuando la mezcla se encuentre en estado plástico. El agua se utiliza tanto para el mezclado y el curado del hormigón. Por lo que se debe tener en cuenta la procedencia del agua y realizar controles del pH para asegurar que el agua no afecte al hormigón. Da docilidad al hormigón para que le pueda moldear y es el principal agente de curado del hormigón. Sin embargo la cantidad necesaria para la mezcla del hormigón es muy limitada para asegurar la resistencia de la pasta aglomerante por ello se establece la máxima cantidad de agua que se le puede poner al hormigón en relación al tipo de hormigón que se esté trabajando es decir relación agua/cemento.[pic 27][pic 28]

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