Hormigon. Tipos y aplicaciones

Materiales. Edificación. Estructurales. Pavimentos. Fluidos. Bombeables

  • Enviado por: Rodrigo
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Universidad Tecnológica Metropolitana

Escuela de Construcción Civil

Curso de Edificación

Tipos de Hormigones

y

sus aplicaciones.

Alumno: Pablo Méndez

Fecha: 26 de Noviembre, 1999

INTRODUCCIÓN

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Indudablemente que uno de los más utilizados elementos en la construcción -dado su economía, solidez, y durabilidad- es el hormigón. Así como sus diversas aplicaciones en la edificación, con el tiempo se han logrado diseñar distintos tipos de hormigones.

La finalidad de este informe es la de exponer algunas de las más importantes propiedades y comportamientos, así como ilustrar los distintos tipos de Hormigones que se pueden obtener, ya sea por propia elaboración, o en el comercio de hormigones para construcción.

HORMIGONES

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El Hormigón es una mezcla homogénea de arena, cemento, áridos, aditivos y elementos especiales y agua de amasado, en proporciones diferenciadas que se utiliza para concretar distintos elementos en la construcción, así como losas, cimientos, radieres, pilares, vigas y un sinnúmero de aplicaciones estructurales.

Éstos deberán estar diseñados para resistir a determinadas solicitaciones mecánicas, o revestir cubiertas específicas. A su vez, los aditivos determinan -en gran parte- el comportamiento del hormigón, ya sea en su estado líquido o en su fraguado.

No solo los aditivos determinan las propiedades de resistencia, densidad y comportamiento mecánico, sino que también se utilizan otros elementos como armaduras de acero, puzolazas y distintos polímeros, dando origen a otros tipos de Hormigones Compuestos.

Características básicas. ──────────────────────────────────

* Una de las más importantes características del hormigón es su Resistencia a la Compresión medida en Megapascales (MPa), unidad de presión hasta la cual el fabricante asegura su estabilidad mecánica.

* Otra condición es la Fracción Defectuosa que determina el porcentaje de árido que escapa a la especificación de tamaño requerido por el consumidor (5%, 10%, 20%).

* Tamaño Máximo Nominal del Árido , que puede ser 20 ó 40 mm o según se solicite.

* Aspecto fundamental a manejar es la Docilidad, según el asentamiento del Cono de Abrams.

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Propiedades del Hormigón:

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- Debe ser Moldeable, para que sea un material plástico pero trabajable.

- Debe ser un material Homogéneo, en su estado plástico.

- No corrosible ante las exposiciones a la intemperie, contacto con caudales hídricos, y exposición salina (química en general).

- Mayor Resistencia a la Compresión que a la Flexotracción.

- Debe ser Impermeable.

- Debe ser Resistente al Fuego hasta los 400ºC.

Resulta fundamental entender y manejar el concepto de Docilidad, que es la aptitud de no perder su homogeneidad al ser mezclado, transportado y compactado. Se define en función de su plasticidad -que es la propiedad de ser amasado-, de la cohesividad -o la propiedad de mantener la unión de sus elementos o componentes-, de la trabajabilidad -o capacidad para ser colocado y terminado con medios corrientes- y de la estabilidad plástica - que es la capacidad para adoptar la forma que se le quiere dar.

Esta Docilidad se obtiene utilizando áridos de buena calidad, es decir:

- Áridos limpios y exentos de formas planas y alargadas;

- Utilizando una buena proporción de grava y arena, así como una óptima relación agua - cemento en peso;

- Incorporando aditivos Plastificantes, Fluidificantes o Incorporadores de Aire.

A continuación describiremos algunos tipos de hormigones que se ofrecen en el mercado para distintas aplicaciones:

- Hormigones Estructurales

- Hormigones para Pavimentos

- Hormigones Bombeables

- Hormigones de Alta Resistencia

- Hormigones de Resistencia a Temprana Edad

- Hormigones Tráfico Rápido (HTR)

- Hormigones con Resistencia al Desgaste e Impacto (HDR, HRI)

- Hormigones Livianos

- Morteros normales, livianos y para shotcrete.

DESCRIPCIONES DE LOS DISTINTOS TIPOS DE HORMIGONES:════════

Hormigones Estructurales:

La elección de las características de resistencia del hormigón

para un determinado proyecto requiere evaluar los siguientes aspectos:

- Condiciones de servicio (solicitaciones mecánicas, exposición al medio ambiente y situaciones especiales)

- Tipo de elemento estructural (cimientos, muros, pilares, losas).

- Condiciones de armaduras de refuerzo (sin armar, armadura corriente, reforzada, pretensado).

Estos hormigones estructurales fluctúan entre los H5 -como los utilizados en emplantillados y elementos poco solicitados y sin peligro de heladas-, y los H40, para elementos especiales de la construcción, prefabricados en taller.

Hormigones para Pavimentos:

Para los elementos diseñados con requerimientos de resistencia a la flexotracción: calzadas urbanas, carreteras, pisos industriales, losas de aeropuertos, etc., se requieren hormigones con ciertas características especiales. Estas últimas derivan de la necesidad de contar con un hormigón que potencie su resistencia de adherencia entre la pasta de cemento y las partículas de mayor tamaño, propiedad que se mide con el ensayo normalizado de flexotracción.

Normalmente las especificaciones indican resistencias de HF4,0 ó HF4,2 a los 28 ó 90 días de edad y un nivel de fracción defectuosa de 20% con tamaño de árido de 40 mm y cono de 3 cm.

Hormigones Fluidos:

Estos hormigones son también denominados autonivelantes, tienen la característica de contar con un a alta facilidad de colocación y compactación, derivada de su docilidad (Asentamiento de cono sobre los 15 cm).

Su elevado diseño se debe a la alta calidad de áridos utilizados y en la avanzada tecnología de los aditivos utilizados en su confección.

Prácticamente no presenta diferencias con las bondades de un hormigón tradicional, sólo que su diseño permite evitar la segregación mediante un adecuado nivel de cohesión, permitiendo así variados procesos de colocación.

Sus aplicaciones más comunes son: la hormigonada de elementos geométricamente reducidos y/o con alta cantidad de armaduras, puesto que su fluidez permite llegar con mayor facilidad a aquellas zonas complicadas para un proceso común.

Hormigones de Resistencia a Temprana Edad:

En estos tiempos, en que la velocidad de construcción es muy relevante en los aspectos económicos, se requieren hormigones que permitan disminuir los períodos en que se logran las resistencias para desmoldaje, descimbre, retiro de alzaprimas, etc. Por esto se han diseñado hormigones que obtengan resistencias a los 3 ó 7 días.

Además, las resistencias que se obtienen a los 28 días, generalmente, son muy superiores a las requeridas por especificación.

La variedad de resitencias que algunas empresas ofrecen a las edades de 3 y 7 días es muy amplia, abarcando todos los tipos de hormigones tradicionales, tanto a la compresión como a la flexotracción .

Hormigones de Tráfico Rápido:

Los H.T.R. son Hormigones diseñados tomando en cuenta los aspectos más importantes en cualquier faena de reposición de pavimentos:

1.- Mínimo plazo de entrega al servicio para aminorar los inconvenientes de este tipo de reparaciones.

2.- Alta calidad del hormigón.

3.- Costo razonable.

La resistencia mecánica de diseño a la flexotracción para los H.T.R. se enmarca dentro de los siguientes estándares:

Flexotracción: 2,5 MPa (25 Kg/cm2).

Lo anterior se ha basado en las experiencias efectuadas con éxito en los EEUU, en las cuales se verificó que la resistencia mecánica necesaria para que una reparación de pavimentos se abra al tráfico es de 2,2 a 2,3 MPa a la flexotracción.

Hormigón Resistente al Desgaste HRD

Hormigón Resistente al Impacto HRI

En el sector industrial se requieren distintos tipos de soluciones para pisos, ya sea por razones de higiene, comodidad, vida útil, continuidad operacional o económica. Surge la necesidad de dar solución a todas estas problemáticas.

Estos dos hormigones tienen la particularidad de ser similares en sus conceptos de diseño, sin embargo, se han potenciado algunas características que permiten asignar una fortaleza adicional en alguna de sus variadas ventajas, siendo éstas:

1.- Aumento en la resistencia al desgaste frente a solicitaciones abrasivas,

2.- Aumento en la cantidad de impactos entre la primera fisura y la rotura final,

3.- Disminución del potencial de fisuramiento por retracción plástica.

Hormigones Bombeables:

Cuando se busca optimizar todas las operaciones de colocación del hormigón en prácticamente cualquier estructura, se piensa en los que son transportados desde el camión mezclador hasta el lugar de vaciado mediante el proceso de bombeo.

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Para ello, en el comercio se dispone de una completa gama de hormigones con la consistencia adecuada a este procedimiento y en niveles de fracción defectuosa 20, 10, 5% y tamaño máximo del árido 20 ó 40 mm.

Ventajas:

- Mayor productividad en menos tiempo;

- Máxima utilización del espacio;

- Se evita el uso de grúas o elevadores y el acopio en la obra;

- Mínimo personal en faenas de colocación;

- Segregación nula y eliminación de nidos;

- Suministro continuo y menor costo mano de obra.

Para realizar esta faena se requiere -básicamente- de dos tipos distintos de equipos:

* Bomba estacionaria: Bomba mecánica que impulsa el hormigón hasta el punto de colocación a través de una tubería capaz de elevar el hormigón a alta presión. Especialmente adecuada para edificación de altura, hormigonados masivos, accesos complejos, recubrimiento de hormigonadura eficiente, etc.

* Bomba Pluma: Bomba de Hormigón equipada con un brazo articulado hidráulicamente, tal como lo demuestra la figura. Esta característica le permite una gran flexibilidad, haciéndola especialmente apropiada para faenas en lugares de difícil acceso, o en aquellas que poseen distintos frentes de trabajo