| El
hormigón elaborado de buena calidad es aquél
que une a la resistencia mecánica solicitada, la
durabilidad que lo mantenga en buenas condiciones durante
el tiempo de la obra en servicio, y es obtenido a un precio
razonable de modo que no pueda ser reemplazado por otro
material. |
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Se
le reconocen dos estados físicos:
• El de Hormigón Fresco, que es mientras
se mantiene en estado plástico cuando aún no ha iniciado
el proceso de fraguado. Este proceso se puede graficar con el ensayo
IRAM 1662 (se mide la resistencia del hormigón a la penetración).
Si esta resistencia no supera los 3,4 MPa (35 kg/cm2) se dice que
no se inició el fraguado, y es lo que se llama el período
o momento reológico del hormigón, caracterizado porque
en él se produce un verdadero acomodamiento de las partículas
que lo constituyen, en ese medio semilíquido en que se están
gestando las reacciones químicas producidas por la hidratación
del cemento Pórtland. Un hormigón con los mismos materiales
constituyentes, con un período reológico más
prolongado, tendrá mayor resistencia y en general mejores
atributos de calidad.
•
El Hormigón Endurecido se caracteriza por su dureza
y rigidez, que se produce cuando termina el fraguado, momento que
se puede medir con el ensayo ya mencionado, y que está fijado
por la misma Norma en 27.4 MPa (280 kg/cm2) de resistencia a la
penetración, a partir de la cual el conjunto de materiales
granulares, pulverulentos y aguas se ha convertido en una verdadera
piedra artificial.
En
estos dos estados, el hormigón elaborado debe cumplir, aparte
de las características básicas indicadas al principio,
las siguientes:
Trabajabilidad del hormigón
fresco
El
hormigón fresco debe ser adecuado a las características
particulares de cada obra, su trabajabilidad debe permitir recibirlo,
transportarlo, colocarlo en los encofrados, compactarlo y terminarlo
correctamente con los medios disponibles sin segregación
de los materiales componentes. De ese modo el hormigón elaborado
llenará totalmente los encofrados, sin dejar oquedades o
nidos de abeja y recubrirá totalmente las armaduras de refuerzo,
tanto en pro de la resistencia estructural como para la pasivación
del hierro lograda con la lechada de cemento, y quedará con
la terminación prevista para la obra.
Es importante señalar que la trabajabilidad es una propiedad
de definición algo compleja, pues abarca propiedades de la
mezcla fresca que califican la "facilidad de colocación"
y "la resistencia a la segregación" como la consistencia
y la cohesión respectivamente, medidas con técnicas
de laboratorio, y además es una propiedad relativa al tipo
y condiciones de obra, dado que una determinada mezcla puede ser
trabajable para ciertas condiciones y otras no.
Consistencia del hormigón
La determinación de la de consistencia de la mezcla
no mide directamente la trabajabilidad pero es de gran ayuda en
obra.
Mediante los ensayos correspondientes permite calificar la facilidad
con que el hormigón fresco puede fluir y clasificarlo entre
rangos de consistencia muy definidos.
| La
medida de la consistencia del hormigón se hace normalmente
con el ensayo IRAM 1536 que utiliza el Cono de Abrams, se
denomina asentamiento, y es la diferencia entre la altura
del cono que sirvió de molde y la del cono de hormigón
que se forma al retirar el molde.
Para hormigones fluidos se realiza el "Ensayo de Extendido
en la Mesa de Graf " que nos indica la consistencia y
su tendencia a la segregación, midiendo el extendido
de una masa de hormigón, desmoldado de un cono similar
al de Abrams pero más pequeño, sobre una mesa
especial, y sometido a sacudidas normalizadas. Este ensayo
IRAM 1690 es adecuado para hormigones con asentamiento mayor
de 15 que no pueden ser estimados con precisión con
el método de asentamiento del cono. |
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Cohesión
de la mezcla
Es
otra condición indispensable para un buen comportamiento
del hormigón elaborado fresco. trabajabilidad resulta difícil
de medir, pero el ojo avezado permite advertir, durante el desarrollo
de los ensayos arriba mencionados, que en las mezclas sin cohesión
hay una cierta facilidad para la segregación de los materiales
al quedar en libertad el cono de hormigón, en especial en
la forma como se separan los agregados gruesos y el agua, que son
los componentes más afectados por este fenómeno.
| Como
ya hemos expresado Los medios tecnológicos actuales,
permiten entregar en obra con consistencias muy variadas que
van desde el semiseco hasta el fluido, pero estos últimos
para mantener la cohesión requieren el empleo de un
aditivo químico superfluidificante (especificados en
norma IRAM 1663). Hay modernos superfluidificantes que permiten
llegar a hormigones autonivelantes sin segregación
de los materiales constituyentes. |
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Factores
que afectan la trabajabilidad
| Luego
del análisis de los conceptos anteriores podemos concluir
que para cada tipo o tarea de obra existe una trabajabilidad
adecuada y que esta dependerá de la correcta valoración
del tamaño-forma de los encofrados, disposición-cantidad
de armadura, método de colocación-compactación
y de las relativas a la mezcla consistencia-cohesión. |
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En
el cuadro siguiente buscamos relacionar la trabajabilidad,
los rangos consistencia y discrepancia durante la entrega,
denominaciones para los asentamientos típicos del hormigón
fresco con métodos de compactación y vibrado. |
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TRABAJABILIDAD |
RANGO
DE
CONSISTENCIA |
ASENTAMIENTO
A [cm] |
DISCREPANCIA
[cm] |
COMPAC-
TACIÓN |
VIBRACIÓN
|
MUY
BAJA |
SECA |
A 2
(semiseco) |
±
1,5 |
COMPACTADO
A RODILLO PARA USO VIAL ( H.C.R.V.) |
BAJA |
SEMISECA |
2
< A 5 (duro) |
|
APISONADO
ENÉRGICO |
INTENSO
DE SUPERFICIE O INMERSIÓN |
MEDIA |
PLÁSTICA |
5
< A 10 (plástico) |
±
2,5 |
VARILLADO
O APISONADO NORMAL |
NORMAL
DE INMERSIÓN |
ALTA |
FLUIDA |
10
< A 15 (blando) |
±
3,0 |
VARILLADO |
LEVE
DE INMERSIÓN |
MUY
FLUIDA |
15 A
(fluido) |
±
3,5 |
VARILLADO |
NO
DEBEN VIBRARSE |
Puede
destacarse como factores que afectan la trabajabilidad del hormigón
-en una enunciación no taxativa, los siguientes:
•
Insuficiente cantidad de cemento, lo que quita plasticidad a la
mezcla.
• Agregados con granulometrías discontinuas exigen
más agua para una misma trabajabilidad.
• Agregados gruesos con formas alargadas (elongadas) y angulosas
(lajosas), que pueden medirse con los ensayos de Norma IRAM 1687
partes I y II, también son contraproducentes, dado que se
incrementa la cantidad de pasta requerida y la fricción entre
partículas cuando es moldeado. Se deduce entonces que los
agregados angulosos y lajosos también requieren mayor cantidad
de agua para la misma trabajabilidad que los lisos y redondeados..
• Las mezclas con canto rodado son siempre más trabajables
que mezclas similares con piedra partida.
• El agregado fino con partículas de formas angulosas,
afecta proporcionalmente más la trabajabilidad del hormigón
que piedras lajosas en el agregado grueso.
• Si en la obra sólo se dispone de agregados lajosos,
se recomienda usar mezclas con mayor proporción de arena
y cemento, es especial de este último.
• El uso de aditivos fluidificantes o incorporadores de aire
puede mejorar la trabajabilidad de las mezclas, pero hay que cuidar
la incorporación de aire en exceso, pues disminuye la resistencia
mecánica.
• Un exceso de tiempo de transporte en los motohormigoneros,
o un mezclado prolongado, aún con el tambor mezclador en
velocidad de agitación (alrededor de 2 rpm) pueden influir
negativamente en la trabajabilidad, ya que el hormigón pierde
"fluidez" por el aumento de la proporción de finos
en la mezcla y de la superficie específica, demandando entonces
una mayor cantidad de agua que la dosificada.
• No debe agregarse agua en exceso para hacer más trabajable
la mezcla, llevándola a asentamientos en el Cono de Abrams
superiores a 15 cm. Esto no sólo facilita la segregación
de la mezcla, sino que, una vez colocado el hormigón, el
agua en demasía busca escapar siembre hacia arriba, formando
una gran cantidad de canales capilares que dejan las estructuras
débiles, porosas y no durables, en especial la parte superior
de vigas y columnas.
• Hormigón con aire incorporado: al hormigón
elaborado en estado fresco se le puede incorporar aire deliberadamente,
a pedido del usuario, y en cantidades medibles, agregando a la mezcla
determinadas dosis de aditivos químicos incorporadores de
aire. El contenido de aire intencionalmente incorporado puede medirse
-al descargar en obra-, como un porcentaje sobre la masa.
Puesta en obra del hormigón
fresco
Una
vez terminada la colocación en los encofrados, el hormigón
debe ser homogéneo, compacto y uniforme.
Hormigón
homogéneo
Se designa así al hormigón que una vez descargado
y endurecido no presenta "juntas frías"; es decir
capas adyacentes o superpuestas del material que han sido colocadas
con una separación tal de tiempo, que al hormigón
que se colocó antes le faltó plasticidad suficiente
como para que se "soldase" con el colocado a continuación,
y por esa falta de adherencia no se ha obtenido el monolitismo,
indispensable en una estructura donde el hormigón debe actuar
como una sola pieza.
Para
evitar estas situaciones, que pueden comprometer seriamente el comportamiento
de la estructura, deben tomarse algunas precauciones básicas,
tales como las siguientes:
•
Evitar las caídas libres del hormigón desde más
de un metro de altura, lo que provoca la segregación del
material y corrimientos laterales de la masa, que forman rampas
y desacomodan a la mezcla que se coloca a continuación.
• La hormigonada debe hacerse por tongadas horizontales que
completen la superficie a llenar entre encofrados, y cuyo espesor
dependerá de los medios de compactación disponibles,
pero nunca deberá superar los 50 ó 60 cm.
• Cada tongada deberá ir compactándose de inmediato,
y debe calcularse el tiempo de modo que al colocarse la siguiente,
la anterior deberá conservar un estado plástico suficiente
como para permitir la perfecta adherencia entre ambas. El constructor
debe estar seguro que -al colocarse la capa superior-, en la capa
inferior no se ha iniciado el proceso de fraguado.
Hormigón
compactado
Es el que al consolidarse ha llenado totalmente los encofrados y
recubierto íntegramente las armaduras, dando a éstas
buena protección y adherencia.
No
deberá tener agua en exceso con lo cual la exudación
será mínima. La compactación de los hormigones
duros deberá hacerse con vibradores de mesa, de superficie
o que actúen directamente sobre los encofrados. Los hormigones
plásticos deben ser compactados con vibradores de inmersión,
y los hormigones blandos o fluidos se compactarán manualmente
con varillas de madera o de hierro.
Hay
que recordar que los vibradores de inmersión deben introducirse
en el hormigón con el vástago vibrador colocado verticalmente,
ya que existe una mala práctica de colocarlo acostado, inclusive
para hacer correr la masa de hormigón. Con esta forma de
trabajo, las fuerzas que origina la acción vibratoria producen
una fuerte segregación de la mezcla en la masa del hormigón.
Debe
recordarse también que un exceso de vibración hace
subir los finos, es decir la lechada de cemento, hacia la superficie
y envía los agregados gruesos hacia abajo, lo que convierte
al hormigón en heterogéneo y con distintas características,
inclusive de resistencia, en diferentes alturas de la estructura.
Hormigón
de resistencia uniforme
Pueden cumplirse perfectamente las cualidades mencionadas en los
dos parágrafos anteriores, pero ellas sólo quedan
completas con un buen curado, es decir evitando que se pierda la
humedad que es indispensable para la hidratación del cemento,
que lleva a su fraguado y endurecimiento. Sin humedad no hay fraguado
ni endurecimiento en el tiempo.
Se
inicia el curado con un buen humedecimiento de las bases si se trata
de pavimentos de estructuras en contacto con el terreno, y de los
encofrados para estructuras en elevación. Con estas últimas
hay que tener especial cuidado cuando son absorbentes, en especial
fenólicos o maderas nuevas, que se quedan con parte del agua
de mezclado que corresponde al hormigón. Porque es muy importante
que el agua de mezclado sea retenida en la mayor cantidad posible
dentro de la masa del hormigón, para el desarrollo de la
resistencia inicial. Para evitar su pérdida, debe cuidarse
inicialmente la estanqueidad de los encofrados para impedir la salida
de lechada por sus uniones y zonas defectuosas. Una vez colocado
y ejecutado la terminación superficial del hormigón,
debe evitarse la evaporación del agua de mezclado, impidiendo
el escape de la humedad por medio de membranas de curado, tapando
las estructuras con polietileno o reponiendo el agua, una vez terminado
el fraguado del cemento, por medio de llovizna fina que no lastime
la superficie. Después de varias horas de hormigonado (lo
que dependerá de las condiciones particulares de cada obra)
puede ser usado inclusive el sistema de inundación recubriendo
totalmente la estructura con agua.
El
período mínimo aconsejado para el curado de estructuras
a temperatura normal (no más de 28° centígrados)
y movimiento de aire moderado es de 7 días, el que debe prolongarse
con más calor en especial si sople viento o es un período
de baja humedad atmosférica.
La
falta total de curado, en el mejor de los casos hará perder
a 28 días un 35% de la resistencia que el mismo hormigón
daría con curado húmedo, y en condiciones extremas
de sequedad, calor y viento la pérdida puede ser superior
al 50%.
Hormigón endurecido
Es el estado final del hormigón una vez terminado su fraguado.
Las características del hormigón al llegar a este
estado, y que resultan de interés desde el punto de vista
estructural, son las siguientes:
La
resistencia mecánica deberá estar acorde con las necesidades
de la estructura. El hormigón elaborado, de acuerdo a la
Norma IRAM 1666, se controla por su resistencia a compresión
simple en probetas cilíndricas normalizadas (curado húmedo)
ensayadas a 28 días.
Los
resultados de estos ensayos son la base para determinar la calidad
del hormigón, ya que a medida que su valor tiende a aumentar
también aumentan otras cualidades muy importantes propias
de este material, tales como la Durabilidad, la Impermeabilidad
y la Terminación superficial, como las más destacadas.
Por
acuerdo previo entre el usuario y el productor, puede cambiarse
la edad de los ensayos, y si necesidades de obra así lo indican
pueden emplearse otras técnicas de ensayo para determinar
resistencia a tracción por flexión (carga en los tercios
de la luz) o resistencia a tracción simple por compresión
diametral.
Durabilidad del hormigón
Expresa
el comportamiento del material para oponerse a la acción
agresiva del medio ambiente u otros factores como el desgaste, asegurando
su integridad y la de las armaduras de refuerzo durante el período
de construcción y después, a lo largo de toda la vida
en servicio de la estructura.
Impermeabilidad
Es
una característica estrechamente ligada a la durabilidad
y la que más colabora con ésta.
La impermeabilidad es el resultado de disponer de un hormigón
compacto y uniforme, con la suficiente cantidad de cemento, agregados
de buena calidad y granulometría continua, dosificación
racional, relación agua/cemento lo más baja posible
dentro de las condiciones de obra para permitir un excelente llenado
de encofrados y recubrimiento de armadura, eliminando toda posibilidad
de que queden en la masa bolsones de aire o nidos de abeja a fin
de impedir que ingresen a la masa del hormigón los elementos
agresivos.
Si la impermeabilidad es condición muy importante para el
correcto funcionamiento y durabilidad de la estructura, el productor
de hormigón elaborado puede agregar a pedido del usuario
un aditivo químico para incorporar intencionalmente la cantidad
de aire -se mide en porciento sobre la masa total- que sea necesaria.
Constancia
de largo
Antes
llamada Constancia de Volumen, las exigencias de la normalización
internacional han hecho cambiar Volumen por Largo.
Se considera así toda retracción o hinchamiento anormales
que puedan producirse en el hormigón endurecido.
Estas se eliminan usando materiales que cumplan con las normas de
calidad correspondiente, dosificadas racionalmente, con relación
agua/cemento controlada, cuidando las operaciones desde la recepción
hasta la terminación del hormigón colocado en las
estructuras -en especial-, el curado final correcto.
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