Tema 8: Hormigones. 1. Componentes del hormigón. Proceso de elaboración. 2. Dosificación de hormigones. 3. Propiedades en estado fresco y endurecido. 4. Hormigón en masa, armado y pretensado. 5. Fabricación, puesta en obra y curado del hormigón. 6. Normativa, designación y aplicaciones. 7. Hormigones avanzados. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN. GRADO EN F. ARQUITECTURA Y U. Curso 2018-2019. Escuela Técnica Superior de Arquitectura. Profesor Gonzalo Barluenga Badiola Objetivos Docentes: • “Conocer los componentes, características de elaboración y curado, propiedades, dosificación, normativa y designación de hormigones.” • “Clasificar hormigones de acuerdo con las especificaciones de proyecto y la normativa vigente”. • “Conocer las características, componentes, tipos y aplicaciones constructivas de los hormigones convencionales y para aplicaciones especiales.”
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Tema 8: Hormigones.1. Componentes del hormigón. Proceso de
elaboración.2. Dosificación de hormigones.3. Propiedades en estado fresco y endurecido.4. Hormigón en masa, armado y pretensado.5. Fabricación, puesta en obra y curado del
hormigón.6. Normativa, designación y aplicaciones.7. Hormigones avanzados.
MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN. GRADO EN F. ARQUITECTU RA Y U.Curso 2018-2019. Escuela Técnica Superior de Arquit ectura.
Profesor Gonzalo Barluenga Badiola
Objetivos Docentes:
• “Conocer los componentes, características deelaboración y curado, propiedades, dosificación,normativa y designación de hormigones.”
• “Clasificar hormigones de acuerdo con lasespecificaciones de proyecto y la normativavigente”.
• “Conocer las características, componentes, tipos yaplicaciones constructivas de los hormigonesconvencionales y para aplicaciones especiales.”
El hormigón• Material conglomerado compuesto por cemento, agua,
áridos y aditivos y adiciones.
• La dosificación condiciona las características en estadofresco y endurecido.
• En estado fresco se puede conformar por mediosmecánicos (consistencia y docilidad).
• En estado endurecido es rígido y presenta altaresistencia a compresión y fractura frágil.
• El curado facilita la hidratación del cemento y produceresistencia mecánicas.
• Se utiliza principalmente en elementos estructurales(hormigón armado = hormigón + acero).
Componentes: El cemento• Es el componente activo (reacciona con el agua y los
productos de hidratación unen los áridos).
• Los cementos actuales incorporan adiciones.
• Cuando se mezcla con el agua forma la pasta que rellenalos huecos de los áridos.
• La hidratación es una reacción exotérmica (desprendecalor) requiere de agua suficiente (curado).
• El tipo y clase de cemento condiciona las propiedadesen estado endurecido (resistencia y durabilidad).
• La EHE fija la cantidad mínima y máxima de cemento.
• Un exceso de cemento produce problemas (fisuración).
Componentes: Los áridos• Materiales sólidos minerales granulares y componente
mayoritario (40-80 %).
• El tamaño de partícula (granulometría) condiciona elvolumen de huecos y la cantidad de pasta requerida.
• Es difícil encontrar un árido natural con la granulometríaadecuada, por lo que se mezclan dos (gravas y arenas).
• Parámetros granulométricos: tamaño máximo, tamañomínimo, módulo granulométrico y coeficiente de forma.
• Controlan la retracción del material y le dan resistencia.
• Deben ser resistentes y poco porosos.
• Pueden ser rodados o de machaqueo (formas irregulares).
Componentes: El agua
• Cumple con varias funciones:
Confiere plasticidad a la mezcla (estado fresco).
Produce el fraguado del cemento (hidratación).
Deja espacio para la formación de los productos dehidratación.
• La cantidad de agua necesaria depende de la temperatura,el tipo de cemento y árido y la consistencia (aditivos).
• Se dosifica en función del cemento (la EHE fija larelación a/c máxima en función del ambiente).
• En general, cuanto menor es, mayor es la resistencia ymenor es la retracción y la porosidad (permeabilidad).
Otros Componentes: Aditivos y adiciones
• Aditivos: Compuestos orgánicos que modifican laspropiedades del hormigón en estado fresco.
• Actúan sobre las partículas de cemento o sobre la pasta.
• Los más importantes son los fluidificantes porquereducen la cantidad de agua necesaria (a/c).
• Adiciones: Compuestos orgánicos (resinas) o inorgánicosque modifican las propiedades en estado endurecido.
• Suelen estar incorporadas al cemento (inorgánicas).
• Reaccionan con los productos de hidratación (cal libre).
• Pueden reducir la durabilidad del hormigón (pérdida depH alcalino y despasivación de armaduras).
Dosificación de hormigones
• Se determina la cantidad de cada componente para actuarsobre las propiedades del hormigón:
Consistencia y docilidad en estado fresco
Resistencia y rigidez en estado endurecido (porosidad).
Durabilidad (resistencia a acciones físico-químicas).
• La relación agua/cemento (a/c) es determinante:
Cuanto más agua, mayor fluidez (docilidad)
El agua que no se combina con el cemento ocupa espacioy cuando se evapora deja huecos (porosidad).
A mayor porosidad, menor densidad y resistencia y mayorpermeabilidad.
Propiedades del hormigón
• Son diferentes en estado fresco (plástico) y en estadoendurecido (rígido).
• En estado fresco, debe ser fácil de colocar en molde,limitando la energía de compactación (trabajabilidad).
Hormigones de alta resistencia• Se considera hormigón de alta resistencia el que tiene una
R comp > 50 MPa• Para conseguirlo se necesitan materiales con elevadas
propiedades mecánicas (áridos y cemento) con unagranulometría que incremente la compacidad.
• Por encima de 70 MPa se debe incorporar adiciones dealta eficacia (humo de sílice o cenizas volantes).
• Además, la relación a/c debe ser baja (≈ 0,3), por lo quehay que usar superfluidificantes.
• Son muy compactos, poco porosos y tienen bajapermeabilidad (presentan problemas a fuego).
• Son más rígidos que los convencionales y presentanfractura explosiva).
Hormigones de alta resistencia
Hormigón Autocompactante (HAC ó SCC)
“Un hormigón que, en estado fresco, puede fluir por su propio peso y llenar completamente un encofrado, incluso en presencia de un armado denso, sin necesidad de ninguna vibración ni procedimiento de compactación, al tiempo que mantiene su homogeneidad en estado fresco”
(ENFARC; Especificaciones y directrices para el Hormigón
� Aumento de la velocidad de construcción.� Reducción de mano de obra.� Mejores acabados superficiales.� Mayor facilidad de puesta en obra.� Aumento de la durabilidad del material.� Aumento de las posibilidades de diseño.� Ausencia de ruido en la ejecución.� Aumento de la seguridad en el trabajo.
(Zhu, 2001)
Hormigones con fibras
• Incorporan fibras cortas (≅ 40 mm) de diámetroreducido como material de refuerzo a tracción (aumentala ductilidad).
• La distribución aleatoria de las fibras produce uncomportamiento mecánico isótropo (macroscópico).
• Existen diferentes tipos de fibras (Acero, vidrio, PP).
• La aplicación más extendida es el GRC:
Se trata de una matriz de mortero reforzada con fibra devidrio Álcali-resistente (AR).
Su reducida sección no requiere recubrimientosimportantes, consiguiéndose elementos muy delgados.
Hormigones con fibras
(G. Melián 2006)
Hormigones con componentes reciclados• Incorporan desechos para reducir el consumo de
materias primas y valorizar residuos(Anejo 15)
• Los residuos pueden ser inertes (áridos o filler) oreactivos (hidráulicos o puzolánicos).
• Los residuos deben cumplir las siguientes condiciones:
Ser de bajo coste, estar disponibles y el reciclaje debesuponer un valor añadido.
Ni los productos ni los procesos pueden ser tóxicos opeligrosos.
• Ejemplos: adiciones industriales (cenizas), restos decantería y residuos de demolición/construcción (áridosreciclados, pesados y ligeros), caucho de neumáticos.
Tema 8: Hormigones.1. Componentes del hormigón. Proceso de
elaboración.2. Dosificación de hormigones.3. Propiedades en estado fresco y endurecido.4. Hormigón en masa, armado y pretensado.5. Fabricación, puesta en obra y curado del
hormigón.6. Normativa, designación y aplicaciones.7. Hormigones avanzados.
Glosario de conceptos del Tema•Hormigón •Estado endurecido •Vibrado
•Componentes •Porosidad •Curado
•Cementos para hormigón •Rigidez y Resistencia •Normativa
•Áridos para hormigón •Parámetros mecánicos •Designación
•Aditivos •Valores medios y característicos
•Control de calidad y ensayos
•Adiciones •Durabilidad •Aplicaciones
•Dosificación •Tipos de hormigones •Hormigones avanzados
•Estado fresco •Consistencia (Asiento) •H Alta resistencia
•Trabajabilidad •Puesta en obra •H Autocompactantes
•Consistencia •Precauciones •H con fibras
•Docilidad •Compactación •H con componentes reciclados
Bibliografía de consulta recomendada.
• Fernández Canovas, M; Hormigón : adaptado a la Instrucción de Recepción de Cementos y a la Instrucción de Hormigón Estructural EHE, 8ª Ed., GARCETA, 2013.
• Mehta, P. K. y Monteiro, P.; Concrete: structure, properties and materials, Prentice-Hall, 3ª Ed, 2013.
• EHE-08 Instrucción de Hormigón Estructural (2008)