APUNTES DE TECNOLOGÍA DEL HORMIGÓN

CONCEPTOS BASICOS Hormigón en general, se le denomina a una masa de agregados pétreos con distintos tipos de materiales aglomerantes, con propiedades tanto adhesivas como cohesivas.

• TIPOS DE AGLOMERANTES

• ARCILLAS (BABILONIA-ASIRIA)

• YESO (EGIPTO)

• PUZOLANAS (ROMANOS)

• ASFALTOS

• SISTEMAS EPOXICOS

• AZUFRE

• CEMENTOS HIDRÁULICOS

CEMENTO SIGLO XIX FRANCIA-INGLATERRA

HORMIGÓN ARMADO

TÉCNICAS ESPECIALES

HORMIGÓN. Definición

Piedra artificial constituida por la mezcla de cemento, agregados y agua - en casos dado también aditivos y materiales adicionales - que se origina , con el endurecimiento de la pasta de cemento ( DIN 1045).

Hormigón ,material compuesto principalmente de agregados pétreos , cemento Portland o con adiciones, y agua, además puede contener otros materiales cementicios y / o aditivos químicos.

En el caso del hormigón armado, la naturaleza alcalina del cemento, protege al acero de refuerzo de la oxidación y mejora la adherencia acero - pasta de cemento.

El coeficiente de dilatación térmica entre la pasta de cemento y los agregados pétreos es similar, lo que favorece a la durabilidad del hormigón.

HORMIGÓN ÁRIDOS

PASTA DE CEMENTO (CEMENTO + AGUA)

ADITIVOS ADICIONES

AIRE

PROPIEDADES DE UN BUEN HORMIGÓN

• moldeable en estado fresco, a temperatura normal

• resistente a los esfuerzos

• impermeable al agua

• durable

• fácil de obtener el aspecto superficial deseado.

• relación costo - beneficio favorable, los materiales constituyentes son fáciles de encontrar.

• resistente el fuego ( inferior a 400 0 C )

TIPOS DE HORMIGÓN ( DIN 1045 )

A.- De obra ( distancia máxima 5 Km. línea recta )

B.- Transportado (mezcla fuera de obra, entregado mediante camiones)

.- transportado mezclado en fabrica

-.transportado mezclado en camión.

CONSTITUYENTES DEL HORMIGÓN

ÁRIDOS

Los áridos en el hormigón corresponden a los componentes inertes del hormigón y constituyen entre el 60 y 80 % del volumen del hormigón , teniendo como funciones importantes :

* proveer al hormigón una masa de partículas capaz de resistir los esfuerzos físicos a que ser sometido.

* desplazar volumen con una masa de partículas resistentes a los esfuerzos mecánicos.

* disminución de los cambios volumétricos (retracciones), como resultado de los procesos de fraguado, endurecimiento y cambios de humedad de la pasta de cemento.

* disminución de las temperaturas de fraguado

PASTA DE CEMENTO.

Constituye la parte activa y aglomerante del hormigón, producto de una reacción química entre el cemento y el agua, en donde se requiere tiempo y condiciones favorables de humedad y temperatura.

El cemento y el agua se combinan químicamente mediante un proceso denominado hidratación, del cual resulta el fraguado del hormigón, mortero o lechada y su posterior endurecimiento.

* aglomerante de los áridos

* propiedades estado fresco, actuando como un material lubricante, al disminuir el roce entre las partículas y brindando la cohesión a la mezcla.

* propiedades estado endurecido, como resistencias mecánicas, durabilidad, etc.

CLASIFICACIÓN DEL HORMIGÓN

A- SEGÚN SU DENSIDAD

hormigones livianos 300 - 1800 kg./m3

corrientes 2000 - 2500 kg./m3 pesados 3000 - 4500 kg./m3

B.- RESISTENCIAS MECÁNICAS

A LA COMPRESIÓN ( 170 OF 81 )

H-30

H-40

H-50

A LA FLEXOTRACCION

HF - 3

HF - 4

C.- TIPO

hormigón simple

hormigón armado

D.- ESPECIALES

hormigón con fibras hormigones fluidos

hormigón polimèrico hormigón bombeado

AGREGADOS PETREOS

Los agregados pétreos, son de tipo natural o artificial, compacto o poroso, y en casos especiales también metálicos con tamaños de partículas apropiados para la elaboración de hormigones y morteros.

ELEMENTOS INERTES

esqueleto rígido

resistencias mecánicas

durabilidad

menor deformación

menor costo ( 65% - 75% volumen )

CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS

rocas Ígneas : materiales fundidos del interior de la tierra

- intrusiva (plutónicas)

-.extensivas (volcánicas)

rocas sedimentarias

rocas metamórfica

Todos los agregados provienen de masas de mayor tamaño , las cuales se han fragmentado por procesos naturales, como son la exposición a la intemperie, la abrasión, o por sistemas artificiales, como la trituración.

PROPIEDADES

Las propiedades generales de los agregados pétreos, como las de tipo quimico,densidad, dureza, la resistencia mecánica ,la estabilidad física y química, etc., dependen de las características de la roca original.

Los áridos a utilizar en la confección del hormigón deben ser.:

limpios

duros

resistentes

durables

inertes

1.- CLASIFICACIÓN

1.-A.- SEGÚN SU TAMAÑO

árido fino 5,0 a 0,08 mm ( arena )

árido grueso mayor a 5 mm. ( gravilla, grava, etc.)

árido total se denomina además, árido combinado, grueso y fino, en las proporciones definidas por el estudio de la dosificación.

En faenas por razones de manipulación y de tipo técnico ( segregación ) se subdividen en un numero mayor de fracciones.

bolón 107,6 - 250,0 mm.

piedra 76,1 - 107,6 mm

grava 19,0 - 76,1 mm

gravilla 4,8 - 19,0 mm.

arena 0,08 - 4,8 mm.

1.-B.- SEGÚN SU ORIGEN

canto rodado

canto chancado

La forma de los áridos es importante e influye ,en el porcentaje de huecos entre las partículas de los agregados, en su superficie especifica, en la trabajabilidad del hormigón y en la adherencia con la pasta de cemento.

* adherencia

* trabajabilidad

1.-C.- SEGÚN SU PESO.

pesado mayor a 3,0 kg./dm3

normal 2,0 a 3,0 kg./dm3

liviano menor a 2,0 kg./dm3

2.--CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LOS AGREGADOS PÉTREOS

2.-A.-FORMA DE LOS GRANOS

Considerando el tipo de grano y la forma de procesarlo, se clasifican en:

• Áridos de canto rodado, cuya forma ideal es una esfera.

• Árido chancado, producto de la trituración de rocas de mayor tamaño, su forma debe ser lo mas parecido a un cubo.

2.-B TEXTURA SUPERFICIAL

La porosidad superficial de los agregados, su impermeabilidad y absorción , influyen en las propiedades, como la adherencia entre el agregado y la pasta de cemento, las resistencias mecánicas, durabilidad, etc.

Liso o pulido

Rugoso

Poroso

2.-C PESOS ESPECÍFICOS

ABSOLUTO

APARENTE

GRAVA GRAVILLA ARENA

aparente seca compactada 1,65-1,70 1,55-1,65 1,70-1,80

aparente húmeda 1,62-1,68 1,52-1,60 1,35-1,50

real s. s. s 2,67-2,72 2,67-2,72 2,65-2,70

real seca 2,65-2,70 2,65-2,70 2,60-2,65 .

2.-D.-DUREZA Y RESISTENCIA

compresión 100 - 2500 kg./cm2

tracción 10 - 80 kg./cm2

NATURALEZA DE LA ROCA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN

calizas blandas 100 - 500 Kgf. / cm2

calizas duras - areniscas 500 - 1500 Kgf. / cm2

gneis, gabros, granitos 1000 - 2500 Kgf. / cm2

cuarcitas y basaltos > 2500 Kgf. / cm2

2.-E.-RESISTENCIA AL DESGASTE

Resistencia al desgaste es una característica especialmente importante para hormigón de carreteras y en superficies de alto transito (pavimentos industriales)

ENSAYOS PARA DETERMINAR RESISTENCIA DESGASTE

MAQUINA DE LOS ÁNGELES

ENSAYE DEVAL

2.-F.-ADHERENCIA DE LOS ÁRIDOS

La adherencia entre los agregados y la pasta de cemento es determinante en las resistencias del hormigón especialmente las de FLEXOTRACCION. La adherencia depende de la traba mecánica aportada por la superficie de los agregados, además de propiedades químicas y físicas de ellos.

ÁRIDOS - PASTA DE CEMENTO

rugosidad

propiedades físicas y químicas del árido

2.-G.-COMPOSICION GRANULOMETRICA

Se define como la proporción de partículas de diferentes tamaños que la componen.

COMPACIDAD (% de huecos)

SUPERFICIE ESPECIFICA determina la cantidad de pasta de cemento necesaria para unir las partículas entre ellas, además de la granulometría es influida por el tamaño máximo de árido grueso.

TAMICES

Tejidos de alambre que se cruzan en forma perpendicular, sistema ASTM, y cribas circulares , según normalización AFNOR

D = 1,25 C

REPRESENTACIÓN GRÁFICA

GRÁFICO ORTOGONAL

Representación gráfica de una granulometria en donde en las ordenadas , se representa el % que pasa y en el eje de las abscisas la abertura de tamiz (logarítmico )

(Figura N 0 1 )

GRÁFICO DE COORDENADAS TRIANGULARES

En este caso, se grafican los porcentajes que pasan y/o quedan retenidos

+ Se utiliza para comparar las características y /o propiedades de distintos hormigones (Figura N o 2 )

TAMAÑO MÁXIMO DE UN AGREGADO

TAMAÑO MÁXIMO ABSOLUTO ( D A )

Se define como la abertura de tamiz donde por el cual pasa el 100% del árido

TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL (D N)

Corresponde a la abertura del tamiz inferior al DA , debe pasar el 90% o mas, si no se considera que DA = DN

Dmax = D1 + ( D1 - D2 ) X / Y FAURY

TAMAÑO MÁXIMO A USAR SEGÚN NORMA NCH 170

ESTRUCTURAS EN GENERAL 1 / 5 DIMENSIÓN DEL MOLDAJE

ENFIERRADURA 3 / 4 ESPACIO ENTRE BARRAS

LOSAS 1 / 3 DE SU ESPESOR

ÁRIDO ELEMENTAL se define como aquel que pasa por un tamiz y queda retenido en el siguiente

GRANULOMETRIA CONTINUA (Figura N 0 3 )

Áridos que poseen granos en un porcentaje adecuado de todos los tamaños

VENTAJAS : mejor trabajabilidad .

GRANULOMETRIA DISCONTINUA ( Figura N 0 4 )

Carecen de algunos tamaños intermedios , este tipo de Granulometría se utiliza para obtener buenas resistencias mecánicas especialmente compresión.

SUPERFICIE ESPECIFICA

Depende directamente de la granulometría de los áridos.

130

Q ( litros/m ) = ------------------------

D min x D max

MODULO DE FINURA ( NCH 165 )

Se define como la centésima parte de la suma de los porcentajes retenidos acumulados en los tamices de la zona preferida.

Índice proporcional al tamaño promedio ( mas grueso mayor M.F.)

TAMIZ (mm) gramos reten %retenido ret acumulados

10,00 0 0 0

5,00 45 4 4

2,50 61 6 10

1,25 122 12 22

0,63 214 21 43

0,315 306 30 73

0,160 194 19 92

R 82 6 100

CALCULO DEL MODULO DE FINURA

retenidos acumulados

M F =-------------------------------------------------- (mallas 5,0 mm - 0,16 mm.)

100

4+10+22+43+73+92 244

M F = ------------------------------------- M F = ----------- MF = 2,44

100 100

Arena Gruesa : MF. 3,0 - 4,0.

Arena Fina : MF. Menor 2,0.

COMPACIDAD Y HUECOS.

COMPACIDAD representa el volumen de sólidos en una unidad de volumen

peso especifico aparente

----------------------------------------

peso especifico absoluto

Depende de granulometría

forma de los granos

compactaron

efecto de pared

HUMEDAD Y ESPONJAMIENTO

P h - P s

% humedad = ---------------------x 100 humedades normales

P.s GRAVA 0,5 -2,0%

GRAVILLA 0,5 - 2,0%

ARENA

V h - V s húmeda 1,0 - 4 %

% ESPONJAMIENTO = ---------------x 100 saturada 5,0 - 12%

V S

ESTADO HIGROMETRICO DE LOS ÁRIDOS

Los áridos dependiendo del contenido de humedad, se pueden encontrar en terreno en distintos estados, lo que implica efectuar correcciones por humedad en el momento de elaborar el hormigón, considerando que la condición óptima es la de saturado superficialmente seco :

• Seco

• Semi-seco

• Saturado superficialmente seco

• Mojado

ABSORCIÓN

Esta característica en los áridos, además de las condiciones de humedad del medio ambiente, depende de los poros del material especialmente del tamaño , cantidad , y naturaleza de ellos.

Es importante considerar la absorción de los agregados en algunas situaciones especialmente en :

absorción de agua y permeabilidad

ciclos de hielo deshielo

ataques químicos

abrasión

poros no saturados ------------------------ absorción de agua de amasado

agua libre superficial ------------------------- aporte de agua al hormigón

Psss - Po

% A = ---------------- x 100

P o

CIFRAS MÁXIMAS DE ABSORCIÓN DE AGUA

GRAVA 2,0 %

ARENA 3,0 %

REQUISITOS NORMA N Ch 163 of 79

MATERIAL FINO grava arena NORMA

hormigón sometido a desgaste % max 0,5 - 1,0 3,0 - 5,0 1223

otros 1,0 - 1,5 5,0 - 7,0

IMPUREZAS ORGANICAS amarillo 166 claro

PARICULAS DEZMENUSABLES % max 5,0 3,0 1327

PARTICULAS BLANDAS % max 5,0 170

SOLUCIONES AGRESIVAS

ION CLORO

hormigón armado 1,20 170

hormigón pretensado 0,25

SULFATO SOLUBLE

sulfato soluble 0,6 170

sulfuros oxidables 1,8

CARBON Y LIGNITO

hormigón a la vista 0,5 170

otro hormigón 1,0

RESISTENCIA A LA DESINTEGRACION

cinco ciclos de inmersión y secado

sulfato de sodio % max 12 12 1328

sulfato de magnesio % max 18 15

RESISTENCIA AL DESGASTE

hormigón sometido a desgaste 40 - 50 1369

ABSORCION DE AGUA 2,0 % 3,0% 1117 1239

CORRESPONDENCIA DE TAMICES

ARENA

ASTM #100 #50 #30 #16 #8 #4

mm...... 0,15 0,30 0,60 1,18 2,36 4,75

NCh 0,16 0,315 0,63 1,25 2,5 5,00

GRAVA

ASTM 3/8 1/2 3/4 1 1 1/2 2 2 1/2

mm 9,5 12,5 19 25 38,1 50 60

NCh 10,0 12,5 20 25 40 50 63

PLANTAS PROCESADORAS DE ARIDOS

PROCESO DE PLANTA CHANCADORA

extracción y transporte de la mezcla natural a la planta

chancado primario (tamaño máximo 2 1/2")

traslado del material por medio de cintas transportadoras

chancado secundario (tamaño máximo 1 1/2")

tamizado y lavado del árido grueso, medio y fino

relavado del árido fino

distribución y acopio de la grava, gravilla y arena.

PROBLEMAS PRINCIPALES EN PRODUCCION O MANEJO DE LOS ARIDOS

SEGREGACION

CONTAMINACION

MANTENCION DE LA HUMEDAD

CONTROLES Y ENSAYOS DE ARIDOS

PRELIMINARES se realizan durante la exploración de los yacimientos

OBLIGATORIOS

RECEPCION granulometria

contenido de finos

materias orgánicas

USO granulometria

densidades

absorción de agua

huecos

humedad

esponjamiento

OPTATIVOS desgaste superficial

NORMA NCH 163 ARIDOS PARA MORTEROS Y HORMIGONES. REQUISITOS GENERALES.

CEMENTO

DEFINICION

--.Es un conglomerante hidraulico, en forma de polvo muy fino que amasado con agua, forma una pasta capaz de fraguar y endurecer, formando una masa resistente en contacto con el aire o bajo el agua.

--.El cemento es una mezcla de silicatos y aluminatos de calcio. Las materias primas

utilizadas deben ser ricas en cal, sílice, y alumina.. Estos materiales se encuentran en estado natural bajo la forma de calizas, arcillas o margas.

--.Es el componente mas activo del hormigón

FABRICACION

Las fases principales en la fabricación del cemento son

- reducción de tamaños de las materias primas (chancado primario y secundario)

vía húmeda

vía seca

-.formación de los constituyentes en el horno rotatorio

-.inestabilidad de los distintos componentes del clinquer

-.influencia del enfriamiento en los conglomerantes

CLASIFICACION DEL CEMENTO

Según su composición.

Los cementos que se comercializan en nuestro país y de uso mas común en construcción son:

• Cemento Portland

• Cemento Portland Puzolanico

• Cemento Puzolanico

• Cemento Siderúrgico

• Cemento Portland Siderúrgico.

• Cemento Portland Banco.

Según resistencia

Cemento Corriente

Cemento Alta Resistencia

CEMENTO PORTLAND

Es el producto que se obtiene de la molienda conjunta de clinquer y piedra de yeso

CEMENTO SIDERURGICO

Es el producto que se obtiene de la molienda conjunta de clinquer, yeso y escoria de alto horno.

Cemento Portland Siderúrgico

Cemento Siderúrgico

CEMENTO PUZOLANICO

Es el producto que se obtiene de la molienda conjunta de clinquer, puzolana y yeso.

Cemento Portland Puzolanico

Cemento Puzolanico

CEMENTO PORTLAND BLANCO

Es el producto que se obtiene de la molienda conjunta de clinquer y yeso al igual que un cemento Portland Gris, pero con materias primas que contengan un mínimo contenido de óxido férrico.

COMPOSICION QUIMICA DEL CEMENTO

COMPONENTES DEL CEMENTO

PRINCIPALES

CAL

SILICE

FIERRO

ALUMINA

SECUNDARIOS

MAGNESIA

ANHIDRIDO SULFURICO

CAL LIBRE

ALCALIS

CONSTITUYENTES DEL CEMENTO

Los cuatro óxidos principales forman los cuatro constituyentes principales:

SILICATO TRICALCICO 3 Ca O . SI O2 C 3 S

SILICATO BICALCICO 2 Ca O . Si O2 C 2 S

ALUMINATO TRICALCICO 3 Ca O . Al 2 O3 C 3 A

FERROALUMINATO TETRACALCICO 4 Ca O . Al 2 O3 . Fe 2 O 3 C 4 AF

COMPOSICION POTENCIAL DE LOS CONSTITUYENTES

SILICATO TRICALCICO 30 - 56 %

SILICATO BICALCICO 15 - 46 %

ALUMINATO TRICALCICO 4 - 12 %

FERROALUMINATO TETRACALCICO 8 - 13 %

CEMENTO PORTLAND

C 3 S

C 2 S 70 - 75 %

C 3 A

C 4 AF 20 %

SECUNDARIOS

YESO 5 - 10 %

CARACTERISTICAS DE LOS CONSTITUYENTES.

SILICATO TRICALCICO

- Elevadas resistencias iniciales

-.Desarrolla gran calor de hidratación ( 117 cal / gr. )

-.Tiene buena estabilidad química

-.Gran calor de hidratación

SILICATO BICALCICO

-.Desarrolla buenas resistencias mecánicas a largo plazo

-.Calor de hidratación menor que el silicato tricalcico ( 54 cal / gr. )

-.Tiene buena estabilidad química ( mayor que el silicato tricalcico )

-.velocidad de hidratación lenta.

ALUMINATO TRICALCICO

-.Desarrolla baja resistencia a corto plazo.

-.Es el que tiene el mayor calor de hidratación ( 286 cal / gr. )

-.Tiene escasa estabilidad química.

-.Velocidad de hidratación casi instantánea

FERRO ALUMINATO TETRACALCICO

-.Prácticamente no contribuye a la resistencia.

-.Gran velocidad de hidratación.

-.Estabilidad química buena

-.Desarrolla poco calor de hidratación ( 96 cal / gr. )

PROPIEDADES DEL CEMENTO.

PESO ESPECIFICO

APARENTE (1,1 - 1,3 Kg./ dm3 )

ABSOLUTO (2,8 - 3,2 Kg./ dm3 )

La medición del peso específico absoluto del cemento se realiza a nivel de laboratorio el Matraz de Le Chanciller.

RESISTENCIAS MECANICAS

El cemento influye en las resistencias mecánicas principalmente de:

- composición química del cemento

- finura

- grado y calidad de conservación del cemento.

Las resistencias mecánicas se generan a partir de la reacción química entre el cemento y el agua, proceso denominado hidratación del cemento.

Las resistencias mecánicas del cemento se determinan a partir de un mortero normal

( Nch 158 )

FRAGUADO Y ENDURECIMIENTO

EL FRAGUADO Y EL ENDURECIMIENTO SON DOS PROCESOS DISTINTOS

FRAGUADO

Cambio de estado físico que sufre la pasta desde la condición blanda hasta la rígida , coincide con una elevación de temperatura.

Este fenómeno se cuantifica en laboratorio utilizándose el ensayo con la aguja de VICAT, y en terreno con el penetrometro PROCTOR.

Los tiempos de fraguado dependen de varios factores, tales como :

temperatura ambiente

tipo de cemento

finura del cemento

cantidad de cemento

razón agua -- cemento

Durante el proceso de mezclado se puede presentar un fenómeno denominado “ falso fraguado “ que se materializa como un rápido desarrollo de la rigidez en la pasta de cemento, mortero u hormigón, durante el amasado, sin desarrollo de calor, el cuál se elimina, recuperando el estado plástico del material, mediante un amasado adicional, sin requerir una mayor cantidad de agua.

ENDURECIMIENTO

Es el aumento de la resistencia mecánica de la pasta de cemento

Normas Nch 148 - 151 - 152.)

FINURA.

El tamaño de los granos de cemento varia entre 2 y 200 micrones, predominando aquellos comprendidos entre los 5 y 70 micrones. los granos mayores de 70 micrones son prácticamente inertes

> finura > superficie especifica > resistencias iniciales

finura del cemento resistencias mecánicas

calor de hidratación

mayor trabajabilidad

mayores retracciones

menor exudación.

La superficie especifica se expresa en cm 2 / gr. y es la suma de las áreas superficiales de las partículas contenidas en un grano de material. La superficie especifica está comprendida entre 2500 y 4500 cm 2 / gr. (BLAINE ) ( Nch 159 )

DEFORMACIONES

Las deformaciones se pueden producir por :

exudación

retracción y entumecimiento

fluencia bajo carga.

CALOR DE HIDRATACION

Las reacciones químicas de hidratación ( cemento y el agua ), producen un desarrollo importante de calor ( exotérmicas )

efecto positivo: hormigón sometido a bajas temperaturas

altas resistencias iniciales

efecto negativo hormigonado en grandes masas

el calor de hidratación que desarrollan los constituyentes del cemento son :

Silicato tricalcico 120 cal / gr.

Silicato bicalcico 62 cal / gr.

Aluminato tricalcico 207 cal / gr.

Ferro aluminato tetracalcico 100 cal / gr.

DESARROLLO DEL CALOR DE HIDRATACION.

El calor total que puede desprender un cemento portland normal es del orden de 100 a 120 cal / gr.

- desprendimiento inicial 5 - 10 minutos proceso de hidratación aluminatos

-. un segundo ciclo de generación de calor, coincide con el inicio de fraguado

durante el inicio y el fin de fraguado 25 % de total del calor

-. durante las primeras 24 a 48 horas se desprende el 50 % del calor

El calor de hidratación se puede determinar por el método de la botella aislante , del calor de disolucion, o método del calorímetro adiabatico.

En el caso de una faena de hormigonado de estructuras de grandes volúmenes es importante considerar el calor de hidratación del a fin de evitar un agrietamiento por retracción térmica.

En cambio puede ser favorable en faenas de hormigón en clima frío, por cuanto

el calor desarrollado en el proceso de hidratación., puede aportarle al hormigón una temperatura adecuada.

CEMENTOS COMERCIALES CHILENOS

CLASE COMPOSICION MARCA GRADO

PORTLAND CLINQUER MELON SUPER Alta Resistencia

PORTLAND PUZOLANICO CLINQUER Y HASTA MELON ESPECIAL Corriente

30 % puzolana POLPAICO ESPEC. Corriente

TENO ESPECIAL Corriente

TENO ALTA RES. Alta Resistencia

MELON EXTRA Alta Resistencia

POLPAICO 400 Alta Resistencia

INACESA ALT RES Alta Resistencia

PUZOLANICO CLINQUER y 30 a INACESA ESPECIAL Corriente

50% de puzolana

SIDERURGICO CLINQUER y 30 a BIO BIO ESPECIAL Corriente

75 % escoria de alto BIO BIO ALT RESIS Alta Resistencia

horno.

PORTLAND SIDERURGICO CLINQUER y menos BIO BIO ARI Alta Resistencia

30 % escoria de alto

horno.

GRADOS DE CEMENTOS REQUISITOS SEGUN NCh 148 Of 68

GRADO TIEMPO DE FAGUADO RESISTENCIAS MINIMAS ( kgf/cm2)

INICIAL FINAL COMPRESION FLEXION

7 días 28 días 7 días 28dias

Corrientes 60 MIN 12 HRS 180 250 35 45

Alta resist. 45 MIN 10 HRS 250 350 45 55

AGUA

REACCION QUIMICA CON EL CEMENTO

hormigón fresco trabajabilidad suficiente

hormigón endurecido formar un material resistente.

CALIDAD

# limpia - exenta de materias en suspensión y dilucion que pueda

ser dañina para el hormigón, como arcillas coloidales, glucidos, etc.

# pH comprendido entre 6 y 8

# materias en suspensión

2,0 gr./ lts hormigón armado

5,0 gr. / lts hormigón simple

# deben ser sancionadas

pruebas en lechada , morteros y hormigones > 90 % resistencias mecánicas

REQUISITOS QUE DEBE CUMPLIR EL AGUA (Nch 1498)

a.- El agua potable de la red puede emplearse como agua de amasado siempre que no se

contamine

b.- Se permite el empleo de agua de mar solamente en hormigones simples de resistencia característica a la compresión inferior a 150 Kg./cm. siempre que no exista otra fuente de agua disponible en la zona.

c.- No se permite el empleo de agua que contenga azucares como sacarosa, glucosa o similares.

d.- Pueden emplearse aguas de otro origen o procedencia o cuya calidad se desconozca, siempre que cumplan con los requisitos químicos básicos

REQUISITOS QUIMICOS BASICOS

VALOR pH 6 a 9,2 Nch 413

SOLIDOS EN SUSPENSION < 2000 mg/l Nch 416

SOLIDOS DISUELTO <15000 mg/l Nch 416

AGUAS NO RECOMENDADAS EN LA CONFECCIÓN DEL HORMIGÓN

AGUAS DE MONTAÑA

Son aguas naturales altamente agresivas por su elevada reactividad disuelve la cal liberada durante la hidratación .Disminución de resistencias mecánicas impermeabilidad y protección de las armaduras

AGUAS MAGNESIANAS

Aguas que contienen sales de magnesio, su efecto negativo, esta en la formación de sales expansivas

AGUAS SELENITOSAS

Aguas con gran contenido de Ca SO su efecto negativo es reaccionar con el aluminato tricalcico produciendo sales expansivas

AGUA DE MAR

Peligrosa por el alto contenido de sulfato de magnesio, sus efectos son acelerar el fraguador, aumento de resistencia iniciales, de las retracciones, ligero hinchamiento en hormigones sumergidos

.FUNCIONES DEL AGUA

La razón A / C optima desde el punto de vista químico ( teórica ) en la confección del hormigón está comprendida entre 0,25 - 0,28.

el agua absorbida por los áridos 5,0 - 10,0 %

El investigador japonés, LAFUMA analiza los distintos tipos de agua, generados en el proceso de hidratación y endurecimiento definiendo los siguientes tipos :

AGUA DE INTERPOSICION

ADSORCION

ZEOLITICA

HIDRATACION

CONSTITUCION

AGUA DE INTERPOSICION

Retenida en forma mecánica, se elimina con mucha facilidad

AGUA DE ADSORCION

Se fija solo superficialmente, no esta relacionada con la constitución química.

AGUA ZEOLITICA

Agua de adsorción , fijada por los cuerpos cristalizados.

Las zeolitas son silicoaluminatos hidratados que pueden hidratarse o deshidratarse.

AGUA DE HIDRATACION

No interviene en la constitución de la molécula, no hay una combinación química entre el agua y la sal, pero forma parte del edificio cristalino.

Su eliminación destruye la estructura física y cristalina de la sal.

AGUA DE CONSTITUCION

No se encuentra en estado molecular, sino bajo forma de grupos hidroxilos. ( OH )

AGUA EVAPORABLE ( poros y capilares )

INTERPOSICION

ADSORCION

AGUA EVAPORABLE (retracción y entumecimiento)

ZEOLITICA

AGUA NO EVAPORABLE

HIDRATACION

CONSTITUCION

A I R E

AIRE - arrastrado

-.incorporado

AIRE ATRAPADO O ARRASTRADO

Burbujas de aire de forma y tamaño irregular que quedan atrapadas durante el proceso de fabricación y colocación del hormigón.

La cantidad del aire atrapado depende del tamaño máximo del árido, de sus características, de las del cemento y del sistema de mezclado, métodos de vibración y vaciado, etc..

Volumen de Aire Atrapado

morteros 6, 0 %

hormigones armados densamente armados 2,0 a 3,0 %

hormigones armados corrientes 1,0 a 2 ,5%

aire = poros en el hormigón fresco = menores resistencias e impermeabilidad

AIRE INCORPORADO

Burbujas microscópicas de aire producidas por el empleo de aditivos.. se forman en forma mecánica por la arena fina en el momento del mezclado y no por desprendimiento de gas.. El tamaño de las microburbujas fluctúan entre 0,01 a 0,3 mm.

USOS: hormigón fresco trabajabilidad , cohesión interna

hormigón endurecido durabilidad (ciclo hielo - deshielo )

impermeabilidad.

AIRE INCORPORADO CICLO HIELO - DESHIELO

Cuando se tiene una estructura de hormigón que será sometida a temperaturas de congelamiento, por razones de durabilidad se deben considerar las siguientes cantidades :

TAMAÑO MAXIMO % AIRE INCORPORADO

63,0 3,5

50,0 4,0

40,0 4,5

25,0 5,0

12,5 5,5

10,0 6,0

PRECAUCIONES

El uso del un aditivo incorporador de aire genera una perdida de resistencia de 3 a 5 % por cada 1 % de aire incorporado, este efecto puede contrarestarse, modificando la dosificación ( reemplazo de arena ), incrementando la cantidad de cemento, utilizando aditivos de efecto reductor de agua.

A D I T I V O S

DEFINICION

Material agregado al hormigón en el momento de su fabricación en una cantidad igual o menor al 5% en peso del cemento, para modificar una o varias de sus propiedades por acción física, química o fisico-quimicas (NCh 2182)

El uso de aditivos se remonta al año 1873 cuando en Europa, se registra el primer uso de un aditivo acelerante. Hoy en día gracias a su aporte técnico y económico, los aditivos especialmente los reductores de agua, son imprescindibles en el hormigón premezclado y en las obras de infraestructura, empleándose también regularmente en obras medianas y pequeñas.

RAZONES PARA EL EMPLEO DE ADITIVOS EN EL HORMIGON

1.- ECONOMIA EN LA DOSIFICACION

- Mínimo contenido de cemento

- Aridos con alta demanda de agua

2.- ECONOMIA EN LA OPERACION DE HORMIGONADO

- Retiro temprano de moldajes

- Facilidad de colocación

- Rapidez de construcción

- Rápida puesta en servicio

3.- CUMPLIMIENTO DE REQUISITOS

- Limite en la razón agua - cemento

- Resistencia inicial

- Aire incorporado

4.-MEJORIAS EN EL HORMIGON FRESCO

- Reducir la exudación

- Incrementar la docilidad

- Mejorar la cohesión

- Controlar los tiempos de fraguado

- Obtener hormigones fluidos

5.- MEJORAS EN EL HORMIGON ENDURECIDO

- Incrementos de resistencias

- Incremento en la impermeabilidad

- Aumento de la durabilidad

- Disminuir el desarrollo de calor

- Reducir las contracciones

- Mejorar el aspecto estético

CLASIFICACION ( Según Norma ASTM C - 494 )

TIPO A aditivo reductor de agua

TIPO B aditivos retardador de fraguado

TIPO C aditivos acelerador de fraguado

TIPO D aditivos reductor de agua y retardador

TIPO E aditivos reductor de agua y acelerador

TIPO F aditivos reductor de agua de alta capacidad (superplastificantes)

TIPO G aditivos reductor de agua de alta capacidad con efecto retardador (superplastificante - retardador)

CLASIFICACION SEGUN SU EFECTO

- aceleradores de fraguado

- retardadores de fraguado

- incorporadores de aire

- impermeabilizantes

- expansores

- aditivos para mejorar la adherencia ( polímeros )

- plastificantes

- superplastificantes

- aditivos minerales basados en microsílice.

- aditivos para hormigón bajo agua.

- fungicidas

- inhibidores de corrosión

- espumantes

- pigmentos

ADITIVOS ACELERADORES DE FRAGUADO.

Son productos solubles en agua que actúan químicamente influyendo en la velocidad de disolución de los constituyentes del cemento, apresurando las reacciones químicas iniciales especialmente las del Aluminato Tricálcico o físicamente acelerando el proceso de hidratación.

Existen diversos tipos de aditivos acelerantes dependiendo de los usos que se requieran, en general estos aditivos permiten :

- disminuir el tiempo de fraguado.

- Acelerar las reacciones químicas, obteniendo altas resistencias mecánicas, a corta edad.

El campo de aplicación de estos aditivos es amplio, destacándose los siguientes:

- obstrucción de vías de agua, aun con presiones y trabajos de impermeabilidad

- trabajos marítimos ( hormigonado entre mareas )

- hormigón proyectado

- reducción en los periodos de protección y curado.

- prefabricación, disminuyendo los tiempos de descimbre.

- reducción en los tiempos de puesta en servicio.

- hormigonado en tiempo frío.

Es importante considerar que un efecto acelerador de las reacciones químicas genera un incremento de las retracciones plásticas y térmicas, debiendo abordarse las precauciones de curado respectivas.

ADITIVOS RETARDADORES DE FRAGUADO.

Son productos que producen un retardo en la disolución de los constituyentes del cemento, especialmente la cal, al aumentar la concentración de calcio en el agua de amasado, o saturando la superficie de los granos de cemento mediante una película poco permeable Este tipo de aditivos permite aumentar en forma controlada los tiempos de inicio y fin de fraguado, reduciendo la velocidad del desarrollo del calor de hidratación y el peligro de fisuracion debido a la retracción térmica.

El campo de aplicación mas común de los aditivos retardadores es en:

- hormigonado en grandes masas.

- hormigonado bajo agua.

- faenas de hormigonado en tiempo caluroso.

- evitar las juntas de hormigonado

- transporte de hormigón a grandes distancias

- aumentar el tiempo para la colocación del hormigón

- retardo superficial para las juntas de hormigonado y hormigón a la vista

ADITIVO INCORPORADOR DE AIRE

Todo hormigón, además de los componentes sólidos, contiene una cantidad de burbujas, cuya forma y dimensiones son muy variadas, dependiendo de la dosificación, relación A / C, sistema de mezclado, transporte, etc. que se denomina aire atrapado.

Al utilizar un incorporador de aire, se producen en el hormigón microburbujas esféricas, cuyos diámetros varían entre los 50 y 250 micrones, con una distancia aproximada entre ellas de 200 micrones.

Los principales usos de los aditivos incorporadores de aire son:

- protección de hormigones sometidos a ciclos hielo - deshielo.

- impermeabilización

- mejorar el aspecto del hormigón fresco.

- mejorar las condiciones de bombeo.

Para asegurar la protección de los hormigones expuestos a ciclos de hielo - deshielo,

deberá incorporarse del orden de un 3 a 6 % de volumen de aire dependiendo del tamaño máximo del agregado.

La dosis de aditivo incorporador de aire depende:

- tipo de aditivo incorporador de aire

- cantidad de aire necesaria

- finura del cemento

- granulometría de los áridos, especialmente dela arena.

- razón agua - cemento

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ADITIVOS IMPERMEABILIZANTES

Tienen por objeto mejorar la impermeabilidad al agua de los hormigones, la que puede penetrar por presión o por absorción capilar. Los aditivos hidrufugos actúan en forma física obturando los poros y capilares del hormigón o el mortero, ya sea por el uso de partículas muy finas de una elevada superficie específica o por la presencia de productos precipitables

Es importante destacar que la porosidad y por lo tanto la impermeabilidad del hormigón depende directamente de la razón agua / cemento.

El uso de los aditivos impermeabilizantes son:

Hormigón de obras hidráulicas

Estucos impermeables

Estanques

Cimientos y sobrecimientos

ADITIVOS EXPANSORES

Son productos que forman gas por una reacción química entre los componentes del cemento y generalmente polvo de aluminio, el cual en presencia de cal descompone la molécula de agua desprendiendo oxigeno. Estos aditivos permiten compensar las retracciones de fraguado, además de producir una pequeña expansión final, aumentando la estabilidad de la mezcla, evitando la segregación de ella y su exudación.

La generación de gas, de los aditivos expansores produce una disminución de las resistencias mecánicas que puede compensarse con un aditivo reductor de agua.

El uso de los aditivos expansores mas común es :

-Inyección de vainas de postensado, relleno de grietas, consolidación de rocas fisuradas.

- reparación de nidos de piedras

- grouts, morteros y hormigones de relleno.

ADHESIVOS PARA MORTEROS

Se utilizan para asegurar la adherencia de un mortero, nivelar o reparar elementos en pequeños espesores. Los productos de base consisten en dispersiones plásticas. Se emplean derivados del latex, resinas vinílicas y resinas acrílicas.

Estos polímeros se emplean adicionados a la mezcla del mortero en el agua de amasado y o conformando con cemento y arena fina una lechada adhesiva, que se

aplica sobre la superficie a reparar o revestir con mortero.

El campo de aplicación de Estos aditivos son :

- reparaciones superficiales en hormigón

- rellenos en albañilería

- revestimientos con mortero

- pinturas a la cal o cemento.

ADITIVOS PLASTIFICANTES

Se definen como aquellos que producen , un fuerte incremento en la trabajabilidad, para una misma razón A / C , y / o una reducción en el agua del amasado, para una misma consistencia.

Actualmente son los productos que mayor crecimiento tienen actualmente, por cuanto,

solo presentan influencias favorables, en el mayor numero de las propiedades del hormigón.

En el hormigón fresco, al aumentar la plasticidad, permiten reducir la relación agua -

cemento, mejorar la docilidad, proporcionan masas mas homogéneas, disminuyen la segregación y exudación, además de favorecer una mas completa hidratación del cemento.

En el hormigón endurecido, permiten aumentar considerablemente las resistencias

mecánicas, reducir las retracciones, la porosidad, la capilaridad, la permeabilidad y por lo tanto aumentar la durabilidad.

La acción de un aditivo plastificante puede ser de orden físico debido a una incorporación de aire, o de orden químico basado en la propiedad que tienen de disminuir la tensión superficial del agua y de tipo físico - químico.

Los aditivos reductores de agua, en su mayor parte, son productos orgánicos, que actúan en forma físico - química, por cuanto son capaces de modificar la tensión superficial del agua y por otra parte sus moléculas son adsorbidas y quedan orientadas en la superficie de los granos, generando la dispersión de los granos y su lubricación.

Los aditivos plastificantes son formulados en base a lignosulfonatos modificados y ácidos poli - hidrocarboxilicos.

El uso de los aditivos plastificantes es cada vez mas generalizado, destacándose los siguientes:

- obras de hormigón en general

- hormigón de alta resistencia

- hormigón bombeado

- hormigón premezclado

- hormigón a la vista

- elementos con alta densidad de armaduras o esbeltos.

- prefabricación.

PROPIEDADES DEL HORMIGON

ESTADO FRESCO TRABAJABILIDAD O DOCILIDAD

TIEMPOS DE FRAGUADO

MANTENCIÓN DE LA CONSISTENCIA

ESTADO ENDURECIDO RESISTENCIAS MECANICAS

IMPERMEABILIDAD

DURABILIDAD

CAMBIOS VOLUMETRICOS

TRABAJABILIDAD

Propiedad del hormigón de ser mezclado, transportado, vaciado, vibrado y terminado con la mínima segregación.

Es la cantidad de trabajo interno útil que se necesita para producir una compactacion completa.

Los factores que afectan la trabajabilidad son:

-. contenido de agua de la mezcla, que permita obtener hormigones plásticos y cohesivos.

-.característica de los áridos (tamaño, granulometria, forma, textura.) y la proporción adecuada de cada tamaño.

-.aire atrapado y/o incorporado

-.cemento

-.temperatura ambiente, humedad relativa

-. uso de aditivos plastificantes, superplastificantes o incorporadores de aire.

La TRABAJABILIDAD del hormigón, depende de :

CONSISTENCIA

COMPACTIVIDAD

TRABAZON

ESTABILIDAD

CONSISTENCIA

Es la mayor o menor facilidad que tiene el hormigón fresco para deformarse.

FACTORES CANTIDAD DE AGUA

TAMAÑO MAXIMO

FORMA DE LOS ARIDOS

GRANULOMETRIA

CLASIFICACION DEL HORMIGON SEGUN SU CONSISTENCIA

SECOS < 2

PLASTICOS 3 - 5

BLANDOS 6 - 9

FLUIDOS > 10

La consistencia se mide utilizando el Cono de Abrams ( Nch 1019 )

Flow Table Test ( norma DIN )

Ensayo de Moldeado Powers

Ensayo Vebe

Ensayo de la Esfera Kelly

Ensayo Aparato Granville

CONO DE ABRAHAMS

Mide la consistencia del hormigón por medio de la perdida de altura de la masa de hormigón fresco al ser desmoldado. Este ensayo permite controlar en faena las variaciones en el agua de amasado y la granulometria de los áridos.

MESA DE SACUDIDA (FLOW TEST.)

Mide la consistencia de un hormigón mediante su aptitud para esparcirse por sacudidas. Los valores son distorsionadas en hormigones con alta cohesión interna y en los hormigones que posee tendencia a. la segregación.

muy seco 10 -- 30%

seco 30 -- 50 %

plástico 50 -- 70 %

blando 70 -- 100 %

ENSAYO VEBE.

Es un ensayo de laboratorio indicado para mezclas secas. Es el tiempo que demora el hormigón de pasar de la forma cónica a la de un cilindro.

V1 S = segundos Ve Be

S = t x ----------- t = tiempo

V2 V1 = volumen del cilindro

V2 = volumen del cono

COMPACTIVIDAD

Es la mayor o menor facilidad que tiene el hormigón fresco para lograr la máxima densidad con un mínimo de vibración.

Factores que inciden en la compactividad:

-. cantidad de agua de amasado

-. cantidad de cemento

-. relación árido /pasta de cemento

-. equipos de mezclado

ENSAYO EN EL APARATO GRANVILLE.

El factor de compactacion se cuantifica comparando el peso del hormigón compactado por caída libre y uno mediante métodos de laboratorio., ya sea , pisoneado o vibrado.

TRABAZON

Es la mayor o menor facilidad de la mezcla de hormigón de evitar la segregación bajo la acción de sacudidas, vibraciones, y demás efectos inherentes a las operaciones de transporte y colocación.

La segregacion, efecto contrario de la trabazón, se define como " la separación de los constituyentes de una mezcla heterogénea de modo que su distribución deje de ser uniforme.

Las causas de la segregación son :

- diferencia de tamaño de las partículas de áridos.

-.densidad de los distintos componentes del hormigón

-.deficiente vibración

-. exceso de agua.

-. deficientes procesos en la colocación del hormigón

SEGREGACION DIRECTA

SEGREGACION INDERECTA

ESTABILIDAD

Es la permanencia de las caracteristicas esenciales de la masa de hormigón frente a

pequeñas variaciones en su composición.

Los factores que influyen en la estabilidad pueden ser :

-. granulometria de los áridos

-. relación áridos / pasta de cemento

-. equipos de mezclado

TIEMPOS DE FRAGUADO

Como se ha mencionado, las propiedades del hormigón dependen directamente de la reacción química entre el cemento y el agua, especialmente cuando se trata de los tiempos de fraguado en el hormigón.

Los tiempos de fraguado dependen de varios factores especialmente :

• CEMENTO tipo

cantidad

• RAZON AGUA / CEMENTO.

• TEMPERATURA DE LOS MATERIALES COMPONENTES DEL HORMIGÓN.

• USO DE ADITIVOS.

• TEMPERATURA AMBIENTAL.

En terreno la medición del inicio de fraguado se realiza utilizando el ensayo PROCTOR, en el cuál se cuantifican los tiempos de fraguado en función de la resistencia a la penetración que opone el hormigón.

MANTENCIÓN DE LA CONSISTENCIA.

Esta propiedad es importante cuando se debe transportar el hormigón a largas distancias y consiste en diseñar el hormigón de manera de mantener en un tiempo determinado la consistencia lograda en la planta.

La mantención de la consistencia ( cono de Abrams ) depende de los mismos factores que afectan los tiempos de fraguado.

HORMIGON ENDURECIDO

Las propiedades mas importantes, a considerar en el hormigón endurecida son :

DURABILIDAD

RESISTENCIAS MECANICAS

IMPERMEABILIDAD

CAMBIOS VOLUMETRICOS

DURABILIDAD

El hormigón es un material poroso , producto del aire atrapado que queda del proceso de vibración y de la pérdida de agua de amasado por evaporación.

Se define durabilidad en el hormigón como la capacidad de soportar las condiciones para las cuales ha sido diseñado, sin presentar deterioro, en el tiempo para el cual fue calculado, es decir, debe mantener sus dimensiones y sus propiedades técnicas en forma inalterable.

Un hormigón durable es aquel que mantiene sus dimensiones originales, su calidad y serviciabilidad.

La durabilidad depende del ambiente al que estará expuesto el hormigón o de

condiciones internas de tipo físico químico.

Las causas internas son :

• Reacción álcalis agregados.

• Cambios volumétricos entre la pasta y los agregados.

• Permeabilidad del hormigón.

Las condiciones externas pueden ser de tipo

Físico exposición a la intemperie

ciclo hielo deshielo

Químico ataques ácidos

Mecánico esfuerzos mecánicos

REACCION ALCALIS AGREGADOS.

Una reacción química entre el cemento y los agregados pétreos, en general no es deseable, por cuanto generan compuestos expansivos, grietas, y perdidas de resistencia. Se debe tener cuidado con la reacción entre los álcalis del cemento ( Na O, y K O) y ciertos constituyentes silicios de los agregados.

Los ensayos de laboratorio que generalmente se utilizan para determinar el grado de reactividad de los agregados son

- examen petrografico ( ASTM C 295 )

- reactividad potencial del mortero ( ASTM C 227 )

DIFERENCIA ENTRE EL COEFICIENTE DE DILATACION TERMICA

A temperaturas normales de uso de una estructura de hormigón Este efecto no es importante por cuanto las diferencias del coeficiente de dilatación térmica entre los agregados y la pasta de cemento no son importantes, pero en algunos casos, en elementos sometidos a altas temperaturas como lo es en hornos industriales, incendios, etc., se pueden presentar daños de importancia.

PERMEABILIDAD DEL HORMIGON.

La permeabilidad del hormigón es un factor importante por cuanto puede afectar a su durabilidad, producto de la penetración de sustancia químicas corrosivas hacia el interior, además de la introducción de agua y disminuir la protección del hormigón a las armaduras de refuerzo a la corrosión.

La permeabilidad se genera en el hormigón producto del exceso de agua que debe agregarse para el amasado, la que al quedar libre se evapora a través del tiempo generando poros y capilares.

La permeabilidad del hormigón depende de :

Aridos : granulometria, tamaño máximo

Cemento : cantidad

Dosificación del hormigón

Sistemas de colocación, vibrado y curado posterior.

CORROSIÓN DE LAS ARMADURAS

La corrosión de armaduras en el hormigón armado es el proceso por el cuál el metal vuelve a su estado natural y representa el deterioro paulatino del acero y del hormigón que la rodea.

Cuando la corrosión metálica tiene lugar en un medio acuoso o húmedo, es un fenómeno de carácter electroquímico cuyo principio es la formación de una pila electroquímica.

Para la formación de la pila se requiere de la presencia de un electrólito ( agua con sustancias disueltas), diferencias de potencial eléctrico y la presencia de oxigeno. La diferencia de potencial ocurre en el hormigón como consecuencia de diferentes grados de humedad en el mismo material, distinta concentración de sales en disolución, heterogeneidad en la superficie del metal, etc.

El proceso se inicia con la liberación de iones ferrosos ( Fe 2+ ) perdiendo electrones en la zona que se convierte en ánodo, polo positivo de la pila. Los electrones liberados migran a través de la armadura hacia la zona que actúa como cátodo, polo negativo de la pila.

Durante la hidratación del cemento se libera hidróxido de calcico, también llamado portlandita

EXPOSICION A LA INTEMPERIE

CICLOS DE HIELO DESHIELO

El efecto de congelación del agua, en el proceso de hormigonado se puede producir :

-- antes del inicio de fraguado

-- endurecido

En caso de presentarse antes del inicio de fraguado puede vibrarse nuevamente el hormigón y lograrse la densidad requerida, si se presenta la congelación del agua después de iniciado el fraguado y antes de tener las resistencias mecánicas necesarias se producirán grietas y daños permanentes.

En el hormigón endurecido, que por razones de uso debe estar sometido a bajas temperaturas, con el objeto de eliminar el problema de durabilidad que implica el aumento de volumen del agua intersticial al congelarse debe considerarse el uso de un aditivo incorporador de aire.

ATAQUES QUIMICOS

SULFATOS

En estado sólido no atacan al hormigón, pero reaccionan con la pasta de cemento endurecida, cuando se encuentran en solución. El sulfato reacciona con la Portlandita Ca ( OH2 ) y con los hidratos de aluminato de calcio.

En el caso de la portlandita se produce una lixiviación de la portlandita.

Cuando reacciona con el hidrato de aluminato de calcio presentan un volumen superior que los compuestos que reemplazan produciendo una fuerte expansión y posterior ruptura del hormigón.

EL ATAQUE POR SULFATOS SE PUEDE REDUCIR UTILIZANDO CEMENTO CON BAJO CONTENIDO DE C 3 A , O UTILIZANDO CEMENTOS CON ADICIONES

En laboratorio se puede evaluar el comportamiento de un hormigón a los sulfatos, almacenando probetas en soluciones de sulfato de calcio o de magnesio , o una mezcla de ambos, el efecto se puede medir por la perdida de

resistencia, por los cambios en el modulo dinámico de elasticidad, por su expansión, por perdidas de peso, o incluso a simple vista.

AGUA DE MAR

El agua de mar contiene sulfatos, además de este efecto debe sumarse la

acción de la cristalización, dentro de los poros de hormigones producen

ruptura ,por el efecto expansivo de los cristales.

El hormigón expuesto a ciclos de mojado- secado, es el que sufre mayor daño.

La presencia de cloruros en el agua de mar inhiben el efecto expansor de los sulfatos, pero tienen una acción perjudicial en la corrosión de las armaduras.

ATAQUE DE LOS ACIDOS

Los vapores ácidos permanentes en la atmósfera SO2 ( Anhídrido Sulfuroso ), SO3 ( Anhídrido Sulfúrico ) , el CO ( Monóxido de Carbono y el CO2 ( Dióxido de Carbono ) , en presencia de un hormigón húmedo, o en caso lluvia, son disueltos formando sus diferentes ácidos, los que combinados con el Ca ( OH )2 forman carbonatos o sulfatos de calcio, con pH ácido o neutro, eliminando la protección que requiere la barra de acero. A éste efecto se le denomina “ Carbonatacion “.

El proceso de Carbonatacion es un proceso continuo que al alcanzar la capa de oxido pasivo que protege la barra de refuerzo, esta se desestabiliza y la corrosión se inicia.

La profundidad de Carbonatacion, se detecta efectuando un picado superficial en el hormigón y se rocía con una solución de Fenoftaleina al 1 o 2 %. Las áreas con Carbonatacion no cambiaran de color en cambio las que no presentan problemas adquieren un color rojo púrpura brillante.

AGUAS PURAS

La capacidad de disolución que tienen este tipo de aguas , produce una fuerte lixiviación de la Portlandita.

HORMIGON SOMETIDO A ATAQUES QUIMICOS .

En las estructuras de hormigón de un recinto industrial, donde se utilizan compuestos químicos en el proceso productivo, deben considerarse una serie de aspectos en todo el proceso del hormigón, desde la selección de los componentes del hormigón hasta su terminación a fin de mejorar su comportamiento a éstos compuestos químicos corrosivos.

ESFUERZOS MECANICOS

ABRASION

CAVITACION

ABRASION

Muchas estructuras están sometidas, debido a l uso, a esfuerzos de abrasión, produciéndose desgastes superficiales muchas veces de importancia, ya sea , por deslizamiento, roce, o caída de elementos.

CAVITACION

Se origina por la formación de burbujas de vapor cuando la presión absoluta local desciende hasta el valor de vapor ambiental del agua a temperatura ambiente.

El daño por cavitacion se produce en canales abiertos, con una velocidad mayor a 12 m / seg.

INCENDIOS

Conductividad Térmica es la relación entre el flujo de calor y la gradiente

de temperatura. 1,4 -- 3,6 J/m2 s /mC

Coeficiente de dilatación térmica de la pasta de cemento : 11 a 20 x10 -6

El efecto del calor en el hormigón es mínima a temperaturas inferiores a 300 O C,

puede llegar a un 50% de perdida de resistencia a los 500 O C

COLOR GRIS... ............ : 300 o C

COLOR ROSA O ROJO : 600 o C

COLOR GRIS : 900 o C

COLOR ANTE : 1200 o C

COLOR AMARILLO : mas de 1200 o C

Problema fuerte se produce por la acción del agua en la superficie al generar un choque térmico

Ensayos no destructivos de resistencia como el esclerometro o ultrasonido se

utilizan para evaluar, en el caso de las enfierraduras se extraen testigos y se somete a los controles de rigor.

RESISTENCIAS MECANICAS

COMPRESION

TRACCION

FLEXOTRACCION

Los factores que influyen en las resistencias mecánicas son:

CEMENTO Composición química

Finura

Dosis

ARIDOS Calidad de la roca

Forma de los agregados

Composición granulometrica

AGUA

ADITIVOS

RAZON A / C

CONTENIDO DE AI

TEMPERATURAS F. M. = t ( T o + 10 )

EDAD DEL HORMIGON

MEDICION EN LABORATORIO

COMPRESION CUBOS DE 15 Y 20 CM DE ARISTAS

CILINDROS 15 X 30 CM.

RESISTENCIA CUBICA = 1,25 RESISTENCIA CILINDRICA ( hasta 200 Kgf / cm2)

RESISTENCIA CUBICA = RESISTENCIA CILINDRICA + 50 Kgf / cm2 mas 200

TRACCION DIRECTA

P

R t = -----------

A

ENSAYE BRASILERO

2 P

Rt = -------------

l

TRACCION POR FLEXOTRACCION

Probetas de longitud inferior a 150 mm se hace con una carga central , en las de mayor dimensión se debe realizar con dos cargas P / 2 al tercio de la luz.

N CH 1038 of 77

IMPERMEABILIDAD

El hormigón como material ,contiene siempre un cierto numero de poros, comunicados o no entre si., producidos por el aire atrapado, o por la perdida de agua que se produce por la evaporación del agua libre durante el proceso de hidratación y endurecimiento y

El método para lograr una adecuada impermeabilidad en el hormigón, depende en forma directa de la obtención de la máxima compacidad, durante el proceso de vibrado

La impermeabilidad en el hormigón depende de una serie de factores, entre los cuales se pueden destacar :

-- tipo y cantidad de cemento

-- contenido de agua de amasado

-- tamaño , naturaleza y granulometria de los áridos a usar.

La permeabilidad en el hormigón, se define como la relativa facilidad con que se puede saturar. El movimiento de agua se puede presentar originado por :

-- carga o presión de agua

-- humedad diferencial entre ambos lados del hormigón

-- presión osmótica.

Generalmente la pasta de cemento es mas porosa que los áridos.

DEFORMACIONES

PROPIAS DEL HORMIGON Retracción Plástica

Retracción Hidráulica

Retracción Térmica

EXTERNAS

CARGAS Deformación instantánea bajo carga

Deformación permanente bajo carga

RETRACCION PLASTICA

El hormigón en estado fresco tiene generalmente una tendencia a sedimentar, es decir, se presenta en mayor o menor grado una segregación y por consiguiente una exudación y perdida de volumen por evaporación del agua resultante.

La perdida de agua se origina por tres factores como son :

-- Temperatura

-- Humedad Relativa

-- Velocidad del Viento

Se ha determinado que cuando un hormigón presenta una perdida de agua superior

a 1,0 Kg / m2 / h, el hormigón se microfisura superficialmente.

A fin de eliminar los riesgos de fisuracion por perdida de agua en el hormigón , especialmente a temprana edad, se debe proteger el hormigón una vez concluidas las faenas de terminación .

Los métodos preferidos de curado son:

-- rociado continuo

--..agua corriente o empozada

--..arpillera u otro material absorbente, continuamente saturados

--.. compuestos químicos de curado.

RETRACCION HIDRAULICA.

En el caso de retracción hidráulica., debe diferenciarse la que se produce, antes y durante el periodo de fraguado y endurecimiento.

La perdida de agua superficial antes de fraguado se considera irreversible y generalmente , origina fisuras y grietas de tipo superficial

RETRACCIONES HIDRAULICAS ( Orden de magnitud )

días 2 7 28 90

PASTA 230 800 1300 1700

MORTERO 120 250 650 700

HORMIGON 40 130 270 350

La retracción hidráulica depende de los siguientes factores :

-- dosis de cemento

-- cantidad de agregados

--.cantidad de agua

--.medio ambiente (temperatura, humedad relativa, viento)

--.edad del hormigón

RETRACCION -- ENTUMECIMIENTO

RETRACCION TERMICA.

Se produce por las variaciones de temperatura en el medio ambiente, lo que genera contracciones o expansiones, de una magnitud proporcional al incremento de ella.

l

R t = ----------- l = l t

l

Coeficiente de dilatación térmica del hormigón = 10-5

La retracción térmica produce una deformación inferior a la producida por la retracción hidráulica .

DEFORMACIONES BAJO CARGA

PUESTA EN OBRA DEL HORMIGON

ALMACENAMIENTO DE LOS MATERIALES

CEMENTO SACOS

-buen manejo de los stock

-evitar el uso de sacos rotos o con grumos

-bodega sin humedad

-evitar la mezcla de distintos tipos de cementos

GRANEL

-silos, debe estar a prueba de intemperie, y recibir ventilación apropiada, para impedir que se acumule humedad, su forma debe ser tal que permita la remoción de todo el cemento

El cemento es un material que se controla en fabrica según norma NCH 148.

ARIDOS

El manejo y almacenamiento del agregado grueso puede ocasionar segregacion ,

facilmente, especialmente cuando la descarga permite que el árido ruede por una pendiente.

Los agregados deben separarse en distintas fracciones a fin de evitar la segregación, en un mínimo de dos fracciones.

En obras de grandes exigencias se recomienda separar el agregado grueso en mas

fracciones , como por ejemplo:

5 a 10 mm

10 a 20 mm.

20 a 40 mm.

Debe evitarse que se contamine

Controlar sus propiedades, especialmente la granulometria de la arena, en caso de grandes cambios se deberá redosificar

AGUA

Se debe verificar la calidad del agua, mediante ensayos en laboratorio equipados.

ADITIVOS

Generalmente se recomienda efectuar ensayos en laboratorio a fin de determinar las

propiedades del hormigón que son capaces de modificar, especialmente con los materiales y equipos disponibles en faena.

MEDICION DE LOS MATERIALES

CEMENTO SACOS En caso de hormigones de calidad inferior a H-- 20 se acepta como máximo se puede utilizar 1 / 2 saco.

SILOS La tolerancia es de 1,0 %

El almacenamiento máximo del cemento varia de las condiciones de almacenamiento

en todo caso se recomienda efectuar ensayos, cuando este tiempo es superior a tres

meses, o cuando este expuesto a exposición a la humedad, para verificar el cumplimiento con la norma NCh 148.

DOSIFICACION VOLUMEN --la medición se realiza en carretillas dosificadoras máxima 90 litros, se utiliza en la confección de hormigones no superiores a H 20, se deben hacer las siguientes correcciones:`

--.corregir la cantidad de arena por esponjamiento.

--.corregir la cantidad de agua.

EN PESO --.corrección por humedad

--.tolerancia = 3 %

AGUA --.tolerancia 1 %., a fin de no modificar la razón A / C

--se deben hacer las correcciones según las condiciones de humedad de los áridos y la cantidad de aditivo si se esta

utilizando.

ADITIVOS Se deben tener los equipos o sistemas necesarios de medición

adecuados, ya sea en volumen o por peso.

CONFECCION DEL HORMIGON

El proceso consiste en lograr una mezcla homogénea, y de la calidad adecuada para los requerimientos de faena, se acepta que este proceso sea manual, en solo en el caso de hormigones de bajisimas exigencias ( H - 5 ).

El proceso de mezclado del hormigón depende de varios factores como :

• estado de las paletas del mezclador.

• consistencia de la mezcla.

• velocidad del mezclador.

• sistema de carga.

• tiempo óptimo de revoltura.

En el caso de revoltura mecánica, la velocidad de la hormigonera es :

• tipo basculante : 350 < Dn2 < 450 D = diámetro en m.

• eje horizontal : 350 < Dn2 < 450 n = revoluciones por minuto

• eje vertical : 200 < Dn2 < 250

velocidad de rotación = 10 a 20 r.p.m.

tiempo de revoltura = variable dependiendo del tipo de hormigonera1 a 3 minutos

CAPACIDAD DE PRODUCCION

Dependiendo del tipo de betonera que se tenga en faena, se tiene que la relación denominada CAPACIDAD DE PRODUCCION , tiene la siguiente relación.

EJE HORIZONTAL = 0,4

EJE VERTICAL = 0,5 - 0,7

EJE INCLINADO = 0,7

CAPACIDAD DE PRODUCCION = Va / Vt

Va = vol. aparente de materiales solidos

Vt = volumen del tambor

TIPOS DE BETONERAS

EJE VERTICAL HORIZONTAL INCLINADO

DxN 200 -- 500 350 -- 400 350 -- 450

Duración

Mezclado (seg.) 50 90 120

ORDEN DE LLENADO EN LAS HORMIGONERAS

--.parte del agregado grueso y parte del agua

--.cemento , arena y resto del agua hasta 95 %

--.saldo del agregado grueso

--. agua para ajustar la consistencia requerida. (asentamiento de cono)

TRANSPORTE DEL HORMIGON

Se debe efectuar con los equipos adecuados y procedimientos necesarios, a fin de mantener la homogeneidad obtenida durante el mezclado. Deben evitar las perdidas de

material, segregaciones y contaminaciones.

El hormigón debe ser transportado desde la salida de la betonera a su lugar de colocación definitiva en un tiempo inferior a 30 minutos. Se pueden aceptar tiempos superiores, si se mantiene la docilidad sin agregarle cantidades adicionales de agua, ya sea mediante el uso de aditivos de efecto retardador, condiciones ambientales u otros métodos eficientes.

EQUIPOS DE TRANSPORTES

-- CANOAS , CANALETAS

Deben tener una longitud máxima de 7 m., terminando con un buzón que produzca una caída vertical del hormigón. Se debe mantener un flujo continuo y una velocidad uniforme de hormigón

PENDIENTES MAXIMAS

CONO 3 a 8 1 : 2 (vertical : horizontal)

CONO 8 a 12 1 : 3

--.CARRETILLAS

--.CINTAS TRANSPORTADORAS

--.CAMIONES TOLVAS -- MIXER

COLOCACION DEL HORMIGON

Se usaran los equipos y procedimientos que puedan asegurar :

--homogeneidad del hormigón

--continuidad y monolitismo de las estructuras ( evitar las juntas frías )

--mantener las dimensiones y formas geométricas de los elementos.

--evitar deformaciones o movimientos de las armaduras

VERIFICACIONES PREVIAS

• limpiar y mojar el sitio de colocación del hormigón

• eliminar las partes sueltas y la lechada superficial.

• prefijar las juntas de hormigonado.

• verificar las armaduras ( diámetro, tipo, distancia entre ellas, etc. )

• calidad del moldaje ( nivelación, geometría, estanqueidad, limpieza, estructuración y refuerzos. )

Durante el proceso de colocación del hormigón se deben tener presente algunos aspectos como los que se mencionan a continuación :

• se debe evitar el proceso de evaporación del agua de amasado, aspecto crítico en pavimentos.

• se debe depositar lo mas cerca posible del lugar definitivo, evitando con ello el transporte lateral ( segregación )

• en elementos horizontales debe colocarse el hormigón en contra del ya colocado.

La velocidad de hormigonado estará limitada por la presión que puedan resistir los moldajes. El empuje que se produce hacia los encofrados, es distinto en todo el proceso:

-vertido del hormigón , choque del hormigón contra las armaduras y los

moldajes.

-compactacion, en este momento el hormigón se transforma en un liquido en

equilibrio hidrostático.

-fraguado.

Además de lo mencionado la presión de los moldes depende de :

- temperatura

- velocidad de hormigonado

- granulometria del agregado total (discontinua mayor presión)

- uso de aditivos (retardadores)

- espesor

-.consistencia del hormigón

Se debe colocar el hormigón en capas horizontales en espesores no superiores a 50 cm., y la capa siguiente cuando la primera aun este fresca.

ALTURA DE CAIDA LIBRE DEL HORMIGON

ASENTAMIENTO DE CONO ALTURA MAXIMA DE CAIDA

Inferior a 4 cm. 2,0 m

entre 4 y 10 cm 2,5 m

superior a 10 cm 2,0 m

En todo caso se puede colocar el hormigón a una mayor altura , siempre y cuando se haga un remezclado manual, si se trata de estructuras abiertas, o que se empleen tuberías introducidas hasta el fondo de las estructuras, la que deben tener un diámetro mínimo de 4 veces mayor al tamaño máximo nominal del árido y no inferior a 15 cm.

La temperatura máxima del hormigón debe estar comprendida entre 35 o C, en elementos corrientes y de 16o C en el caso de hormigones en grandes masas. La temperatura ambiente debe ser superior a 5 o C.

COMPACTACION

Consiste en : -- obtener la maxima compacidad del hormigón por eliminación de las burbujas de aire arrastradas

-- rellenar completamente el moldaje sin deformarlo excesivamente y

sin producir nidos de piedra.

-- rodear en forma continua las armaduras

-- obtener la textura superficial requerida.

Después del proceso de vibración se produce un efecto de exudación en la parte superficial de la estructura y otra se acumula en la parte inferior de los agregados, comprometiéndose las resistencias mecánicas y la impermeabilidad.

TIPOS DE COMPACTACION

MANUALES : VARILLAS Y MACETAS

MECANICOS : ALTA POTENCIA: VIBRADOR EXTERNO, PISON MECANICO

CORRIENTES : VIBRADOR DE INMERSION, VIB. SUPERFIC.

ESPECIALES : HORMIGON. AL VACIO , CENTRIFUGADO

ELECCION DEL EQUIPO DE COMPACTACION

DOCILIDAD ASENTAMIENTO ALTURA MAXIMA EQUIPOS

DE CONO CM DE CAPA CM.

SECA MENOS DE 2 30 Mecánicos de alta

potencia

PLASTICA ENTRE 3 Y 5 CM 30 Mecánico corrientes, especiales o sus combinaciones

BLANDA ENTRE 6 Y 9 CM 50 Manuales, mecanicos

corrientes

FLUIDA MAS DE 10 CM. 50 Manuales o especiales

En el caso de los vibradores de inmersión deben tener una frecuencia mínima de 6000 r.p.m. y un diámetro de botella de 20 a 80 mm. En el caso de hormigones masivos con diámetros de 30 a 80 mm. y en el caso de elementos de lata cuantía de acero entre 20 y 30 mm.

Los vibradores de moldajes, empleados en la prefabricación de elementos de hormigón, presentan frecuencia de 6000 r.p.m., se utilizan en elementos de espesores de 20 cm. como máximo, si no deben combinarse con vibradores de inmersión.

Las reglas vibradoras se emplean en pavimentos con pendientes máximas de 20 %, deben tener una frecuencia mínima de 3000rpm. Y con espesores inferiores a 20 cm., la velocidad de avance debe ser continua y regulable a fin de lograr una adecuada compactación.

PROTECCION Y CURADO

La protección y curado del hormigón debe efectuarse durante el periodo inicial de endurecimiento con los materiales o procedimientos que permitan:

-- mantener el hormigón en un ambiente saturado, evitando la perdida de agua del hormigón.

-- evitar los cambios bruscos de temperatura en el hormigón

-- preservar al hormigón de acciones externas como el viento, lluvia, nieve,

cargas.

El curado debe iniciarse inmediatamente despues de efectuada las operaciones de terminación superficial de los elementos de hormigón.

Los materiales que se utilizan son:

Membranas de curado

Neblinas de vapor

Lloviznas tenues de agua

telas o tejidos absorbentes que se mantengan permanentemente húmedos

EL PERIODO DE CURADO Y PROTECCION DEBE SER COMO MINIMO DE 7 DIAS

PARA HORMIGONES ELABORADOS CON CEMENTO CORRIENTE Y DE 4 DIAS

CON CEMENTO DE GRADO DE ALTA RESISTENCIA.

DISEÑO MEZCLAS DE HORMIGON

OBJETIVO -

Es la determinación de las proporciones de los distintos componentes, considerando un adecuado balance entre la economía y los requerimientos de la faena, como trabajabilidad, resistencias mecánicas, durabilidad, densidad y apariencia, entre otras.

Se recomienda la confección de hormigones de prueba , a nivel de laboratorio, para posteriormente evaluar las condiciones reales de terreno y sistemas de control que se adopten.

La proporción optima de los materiales, debe considerar un balance entre

MAXIMA CALIDAD

ECONOMIA

PARAMETROS NECESARIOS A CONSIDERAR

- TRABAJABILIDAD

- PROPIEDADES DEL HORMIGON ENDURECIDO

ANTECEDENTES PREVIOS

- TAMAÑO Y FORMA DE LAS ESTRUCTURAS

-.RESISTENCIAS MECANICAS EXIGIDAS

-.CONDICIONES DE EXPOSICION

-.TRABAJABILIDAD

-.RAZON A/C

condiciones severas 0,4 - 0,49

aire 0,53

METODOS DE DOSIFICACION

1.- FAURY - JOISEL

Este método determina un hormigón de referencia, considerándolo como la mezcla, en proporciones variables, de dos clases de áridos.

ARIDO FINO

ARIDO GRUESO

HORMIGON DE REFERENCIA

granos finos 0 - D/2

granos gruesos D/2 - D max

CALCULO DEL TAMAÑO MAXIMO

D = d + ( d -- d ) x / y

D = tamaño máximo

d = abertura 1ra malla retenida x = % retenido en malla d

d..= abertura malla siguiente y = % retenido en malla d

CALCULO DE Y

B

Y = A + 17 1,25 + ------------------------------

R

------------------ --0,75

1,25 D

EFECTO DE PARED

Determina D max en función del moldaje y la enfierradura

RADIO MEDIO es la medida estrechez del moldaje y la enfierradura de una estructura por donde debe pasar el hormigón.

RADIO MEDIO DEL MOLDAJE

volumen de hormigón

r = --------------------------------------------------

sup. moldaje + sup. fierros

RADIO MEDIO DE LA ENFIERRADURA

superficie entre barras

R = ---------------------------------------------------

perímetro de la superficie

EJEMPLO DOSIFICACION FAURY.

Dosifique un hormigón de resistencia especificada de 300 Kgf/cm ( H - 30 ) el método

a utilizar es Faury simple, el elementos una viga según la figura. La consistencia del hormigón será blanda, el recubrimiento de las armaduras es de 3 cm.

GRANULOMETRIAS

tamiz grava arena

50 100

40 95 100

25 64 68

20 37 39

10 23 24 100

5 3 ....3 91

2,5 69

1,25 43

0,63 25

0,32 11

0,16 2

densidad aparente 1,7 1,6

densidad absoluta 2,8 2,7

1.- calculo del tamaño máximo

D = d 1 + (d1 - d 2 ) x/y

D = 40 + ( 40-- 25) 5/31

D = 42,5 mm.

2.- calculo del radio medio

superficie hormigón

R M = ----------------------------------------------

per. encofrado + per enfierr.

300 (1,25 42,5 8 18 30)

R M = ----------------------------------------------------------- R M =42,51 mm

2 9 2 +2 6 2 +300+2 109,125

0,64 D/R 0,8

D/R = 42,5 / 45,51 D/R = 0,93 se debe variar el tamaño máximo

0,8 x 45,51 = 36,4

D = 25 + (25--20 ) x 32 /29 = 30,5 mm

300 X 94,125

R =------------------------------------

501 0,672 X 94,125

D/ R = 30,5 / 41 = 0,74

Y = A + 17 V 1,25 D = 30 + 17 V 1,25 x 30,5 = 65 %

g + c = 0,5

DOSIS DE AGUA

K 0,35

I = ------------------ = ------------------- = 0,169 ( 169 litros de agua )

V 1,25 D 2,071

= 1 - I = 0,831 ( compacidad del hormigón )

DOSIS DE CEMENTO

300

C = ---------------- = 375

0,8

C 375

C = -------------------- = -------------------------------- = 0,15> c mínimo 0,12

3000 X 3000 X 0,831

g = 0,5 - 0,15 = 0,35

A 169

------- = ------------ = 0,45

C 375

0,831

G = 1000 X 0,35 X ----------------- X 2,7 = 491 lts apar. seco

1,6 = 291 lt absoluto

0,831

G = 5000 X 0,35 X --------------- X 2,8 = 684 lt aparent. seco

1,7 = 415 lt absoluto

DOSIFICACION FINAL

CEMENTO = 375 KG 125 Lt

AGUA = 169 LT 169 Lt

ARENA = 786 KG 291 Lt

GRAVA = 1165 KG 415 Lt

TOTAL = 2495 KG 1000 lts

2.- SISTEMA DOSIFICACION A. C. I.

Este método de dosificacion proporciona una primera aproximación de las distintas proporciones de los materiales constituyentes del hormigón, los que deben ser verificados con los hormigones de prueba en laboratorio, a fin de hacer las modificaciones que se requieren, tanto para cumplir con los requisitos tanto del hormigón fresco como endurecido.

El hormigón esta compuesto por agregados pétreos, cemento, agua aire, y aditivos, los que deben dosificarse a fin de tener un equilibrio entre aspectos económicos y los requisitos que debe cumplir, como lo son :

- trabajabilidad

- resistencias mecánicas

- durabilidad.

- densidad

- apariencia

TABLA N o 1. - RECOMENDACION DE ASENTAMIENTO DE CONO PARA TIPOS DE ESTRUCTURAS.

ASENTAMIENTO CONO ( mm.)

TIPO DE CONSTRUCCION MAXIMO MINIMO

muros fundación armados, zapatas 75 25

losas y muros poca densidad armaduras 75 25

pilares y muros edificios 100 25

pavimentos 75 25

hormigón grandes masas 75 25

TABLA N o 2 .-- DETERMINACION DEL TAMANO MAXIMO ARIDO

- 1 / 5 MENOR DIMENSION ENTRE MOLDAJE.

- 1 / 3 DEL ESPESOR DE LA LOSA

- 3 / 4 DEL MENOR ESPACIO ENTRE ARMADURAS

TABLA N o 3 .- ESTIMACION DE LA CANTIDAD DE AGUA Y AIRE.

Esta tabla entrega la cantidad de agua en función del tamaño máximo del agregado y de la consistencia del hormigón.

SIN AIRE INCORPORADO

TAMANO MAXIMO

asent . cono 9,5 12,5 19 25 37,5 50 75 150

25 - 50 mm. 207 199 190 179 166 154 130 113

75 - 100 mm. 228 216 205 193 181 169 145 124

150 - 175 mm. 243 228 216 202 190 178 160 -------

aire atrapado % 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,3 0,2

CON AIRE INCORPORADO

asent. cono 9,5 12,5 19 25 37,5 50 75 150

25 - 50 mm 181 175 168 160 150 142 122 107

75 - 100 mm. 202 193 184 175 165 157 133 119

150 - 175mm. 216 205 197 184 174 166 154 ------

aire incorporado según grado de exposición

exposición

baja 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0

media 6,0 5,5 5,0 4,5 4,5 4,0 3,5 3,0

alta 7,5 7,0 6,0 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0

TABLA N o 4 .- RELACION ENTRE LA RAZON AGUA-CEMENTO Y LA RESISTENCIA A LA COMPRESION

RESISTENCIA COMPRESION RAZON AGUA-CEMENTO

MPa, 28 DIAS sin aire incorp. con aire incorp.

40 0,42 ----

35 0,47 0,39

30 0,54 0,45

25 0,61 0,52

20 0,69 0,60

15 0,79 0,70

TABLA N o 5 .- VOLUMEN DE AGREGADO GRUESO POR UNIDAD DE VOLUMEN

modulo de finura

TAMANO MAXIMO mm. 2,4 2,6 2,8 3,0

9,5 0,50 0,48 0,46 0,44

12,5 0,59 0,57 0,55 0,53

19,0 0,66 0,64 0,62 0,60

25,0 0,71 0,69 0,67 0,65

37,5 0,75 0,73 0,71 0,69

50,0 0,78 0,76 0,74 0,72

75,0 0,82 0,80 0,78 0,76

150 0,87 0,85 0,83 0,81

TABLA N o 6 .- ESTIMACION DE LA DENSIDAD DEL HORMIGON FRESCO

Tamaño máximo mm. hormigón sin aire hormigón con aire

incorporado incorporado

9,5 2280 2200

12,5 2310 2230

19,0 2345 2275

25,0 2380 2290

37,5 2410 2350

50,0 2445 2345

75,0 2490 2405

150,0 2530 2435

EVALUACION ESTADISTICA DE RESULTADOS

La evaluación estadística de resultado a compresión , es de uso corriente en Europa y Estados Unidos. En Chile su aplicación es relativamente reciente, e incorporan a nivel de normas los conceptos estadísticos de evaluación.( NCh 1998 of 89 )

El objetivo de la implementación de un sistema de calidad es minimizar el coeficiente de variación, dentro de rangos aceptables desde el punto de vista técnico y de costos y el nivel de exigencia se debe decidir en función de :

• nivel de exigencia de las especificaciones.

• análisis del costo beneficio en el nivel del control a adoptar.

• conciencia que se tenga por la calidad.

El sistema de calidad que puede decidirse puede ser de tipo reactivo o preventivo.

La aplicación de este sistema de evaluación permite:

-- especificación de las resistencias en la etapa de proyecto, con mayor grado de seguridad

--.estimar la resistencia media de la dosificación

--.controlar en forma metódica el proceso completo de la faena de hormigonado

--.efectuar controles en los procesos de ensayos

--.facilitar las gestiones de recepción de las obras, teniendo claros los parámetros

de resistencias exigidas.

Las resistencias mecánicas en el hormigón presentan dispersiones, debido a diversos factores, entre los cuales se destacan:

• constantes físicas variable en los componentes del hormigón.

• variaciones en el proceso de hormigonado.

• condiciones del medio ambiente.

• variaciones en el ensayo.

PROCESO ESTADISTICO

Dada la importancia que adquiere la resistencia a la compresión, es necesario conocer los criterios mas adecuados para dosificar el hormigón, de tal manera, Cuando se agrupan los resultados de las resistencias a la compresión, tienden a

conformar una distribución normal de frecuencia en los resultados (Campana de Gauss )

RESISTENCIA MEDIA

Se define como el promedio aritmético de los resultados de ensayos.

X i X = Resistencia media

X = ------------- Xi = sumatoria de resistencias n individuales.

n = numero de muestras

Si bien es cierto, la resistencia media, es una información necesaria en la evaluación de las resistencias de los hormigones, es insuficiente, por cuanto falta la información de su regularidad u homogeneidad.

DESVIACION NORMAL O ESTANDAR

Este parámetro estadístico, es un buen indicador del grado de control que se tiene en la faena de hormigón.

____________

" ( X i -- X )

S = --------------------

" n -- 1

Se puede emplear además, como elemento para cuantificar la dispersión que están presentando los resultados de cualquier faena, el coeficiente de variación, el que se expresa como:

S

v = --------- x 100 ( % )

X

RESISTENCIA CARACTERISTICA

Actualmente, la especificación de las resistencia de cualquier estructura, se hace en función de la resistencia característica, estimada por el proyectista, el cual involucra un valor asociado a la fijación de una tolerancia o fracción defectuosa. La expresión que tolera dicha proporción probable de resultados por debajo de la resistencia mínima se denomina resistencia característica.

R k = X -- t s R k = resistencia característica (Kgf / cm2 )

t = parámetro dependiente de la fracción defectuosa.

s = desviación estándar

VALORES DE LA CONSTANTE t

FRACCION DEFECTUOSA t

20 % 0,84

10 % 1,28

5 % 1,64

La determinación del valor de la fracción defectuosa depende del sistema de calculo utilizado por el calculista:

tensión de rotura final del hormigón = 5 a 10 %

tensión admisible = 20 %

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