1. HORMIGONESCompilador: Claudio SosorangaEl hormign, tambin denominado concreto, es el material resultante de la mezcla de cemento (u otro aglomerante) con ridos (grava, gravilla y arena) y agua (la mezcla de cemento con arena y agua se denomina mortero).El hormign es el resultado de una mezcla de cemento, arena y grava que, unidos con agua, forman una masa resistente y de consistencia compacta. El hormign es uno de los materiales ms tradicionales empleados en la construccin. La densidad y la dureza que adquiere el material cuando fragua lo convierten en el rey de la albailera.

Figura 6.1. Puesta en obra del hormign6.1COMPONENTES DEL HORMIGN

6.1.1CEMENTOLos cementos son productos que amasados con agua, fraguan y endurecen formndose nuevos compuestos resultantes de reacciones de hidratacin que son estables, tanto al aire como sumergidos en agua.[]

Hay varios tipos de cementos. Las propiedades de cada uno de ellos estn ntimamente asociadas a la composicin qumica de sus componentes iniciales, que se expresa en forma de sus xidos, y que segn cuales sean formaran compuestos resultantes distintos en las reacciones de hidratacin. N = Resistencia inicial normal. R = Alta resistencia inicial.Este cuadro es aplicable a los cementos comunes, es decir, al portland,a los portland con adiciones, a los siderrgicos, a los puzolnicos y a los compuesto.6.1.2RIDOS (ARENA Y GRAVA)Los ridos deben poseer por lo menos la misma resistencia y durabilidad que se exija al hormign. No se deben emplear calizas blandas, feldespatos, yesos, piritas o rocas friables o porosas. Para la durabilidad en medios agresivos sern mejores los ridos silceos, los procedentes de la trituracin de rocas volcnicas o los de calizas sanas y densas.[]El rido que tiene mayor responsabilidad en el conjunto es la arena, ya que no es posible hacer un buen hormign sin una buena arena. Las mejores arenas son las de ro, que normalmente son cuarzo puro, por lo que aseguran su resistencia y durabilidad.[]Con ridos naturales rodados, los hormigones son ms trabajables y requieren menos agua de amasado que los ridos de machaqueo, tenindose adems la garanta de que son piedras duras y limpias. Los ridos machacados procedentes de trituracin, al tener ms caras de fractura cuesta ms ponerlos en obra, pero se traban mejor y se refleja en una mayor resistencia.[]Si los ridos rodados estn contaminados o mezclados con arcilla, es imprescindible lavarlos para eliminar la camisa que envuelve los granos y que disminuira su adherencia a la pasta de hormign. De igual manera los ridos de trituracin suelen estar rodeados de polvo de machaqueo que supone un incremento de finos al hormign, precisa ms agua de amasado y darn menores resistencias por lo que suelen lavarse.[]Los ridos que se emplean en hormigones se obtienen mezclando tres o cuatro grupos de distintos tamaos para alcanzar una granulometra ptima. Tres factores intervienen en una granulometra adecuada: Tamao mximo del rido: Cuando mayor sea el tamao mximo del rido, menores sern las necesidades de cemento y de agua, pero el tamao mximo viene limitado por las dimensiones mnimas del elemento a construir o por la separacin entre armaduras, ya que esos huecos deben quedar rellenos por el hormign y por tanto, por los ridos de mayor tamao.

La compacidad: En una mezcla de ridos una compacidad elevada es aquella que deja pocos huecos; se consigue con mezclas pobres en arenas y gran proporcin de ridos gruesos, precisando poca agua de amasado. El contenido de granos finos: En cuanto al contenido de granos finos, estos hacen la mezcla ms trabajable pero precisan ms agua de amasado y de cemento. 6.1.3AGUADe www.ingenieriaRural.comLitros de agua por metro cbico de hormign (UCLM)

Consistenciadel hormignAsiento encono de Abrams(cm)ridos rodadosridos de machaqueo

80mm40mm20mm80mm40mm20mm

SecaPlsticaBlandaFluida0 a 23 a 56 a 910 a 15135150165180155170185200175190205220155170185200175190205220195210225240

El agua de amasado interviene en las reacciones de hidratacin del cemento. La cantidad de la misma debe ser la estricta necesaria, pues la sobrante que no interviene en la hidratacin del cemento se evaporar y crear huecos en el hormign disminuyendo la resistencia del mismo. Puede estimarse que cada litro de agua de amasado de exceso supone anular dos kilos de cemento en la mezcla. Sin embargo una reduccin excesiva de agua originara una mezcla seca, poco manejable y muy difcil de colocar en obra. Por ello es un dato muy importante fijar adecuadamente la cantidad de agua.[]Durante el fraguado y primer endurecimiento del hormign se aade el agua de curado para evitar la desecacin y mejorar la hidratacin del cemento.[]El agua destinada al amasado as como la destinada para el curado, deben ser aptas para cumplir su funcin. El agua de curado es muy importante que sea apta pues puede afectar ms negativamente a las reacciones qumicas cuando se est endureciendo el hormign. Normalmente el agua apta suele coincidir con la potable y estn normalizados una serie de parmetros que debe cumplir. As en la normativa est limitado el pH, el contenido en sulfatos, en in cloro y los hidratos de carbono.[]Cuando una masa es excesivamente fluida o muy seca hay peligro de que se produzca el fenmeno de la segregacin (separacin del hormign en sus componentes: ridos, cemento y agua).Cuadro1.Calidad de agua para hormigones

6.1.4OTROS COMPONENTES MINORITARIOSPueden utilizarse como componentes del hormign los aditivos y adiciones, siempre que mediante los oportunos ensayos, se justifique que la sustancia agregada en las proporciones y condiciones previstas produce el efecto deseado sin perturbar excesivamente las restantes caractersticas del hormign ni representar peligro para la durabilidad del hormign ni para la corrosin de las armaduras. 6.2CARACTERSTICAS FSICAS DEL HORMIGN Densidad: en torno a 2350 kg/m3 Resistencia a compresin: de 150 a 500 kg/cm2 (15 a 50 MPa) para el hormign ordinario. Existen hormigones especiales de alta resistencia que alcanzan hasta 2000 kg/cm2 (200 MPa). Resistencia a traccin: proporcionalmente baja, es del orden de un dcimo de la resistencia a compresin y, generalmente, poco significativa en el calculo global. Tiempo de fraguado: dos horas, aproximadamente, variando en funcin de la temperatura y la humedad del ambiente exterior. Tiempo de endurecimiento: progresivo, dependiendo de la temperatura, humedad y otros parmetros. De 24 a 48 horas, adquiere la mitad de la resistencia mxima; en una semana 3/4 partes, y en 4 semanas prcticamente la resistencia total de clculo. Dado que el hormign se dilata y contrae en magnitudes semejantes al acero, pues tienen parecido coeficiente de dilatacin trmico, resulta muy til su uso simultneo en obras de construccin; adems, el hormign protege al acero de la oxidacin al recubrirlo. 6.3CARACTERSTICAS ESTRUCTURALESLa principal caracterstica estructural del hormign es resistir muy bien los esfuerzos de compresin. Sin embargo, tanto su resistencia a traccin como al esfuerzo cortante son relativamente bajas, por lo cual se debe utilizar en situaciones donde las solicitaciones por traccin o cortante sean muy bajas.Para superar este inconveniente, se "arma" el hormign introduciendo barras de acero, conocido como hormign armado, o concreto reforzado, permitiendo soportar los esfuerzos cortantes y de traccin con las barras de acero. Es usual, adems, disponer barras de acero reforzando zonas o elementos fundamentalmente comprimidos, como es el caso de los pilares. Los intentos de compensar las deficiencias del hormign a traccin y cortante originaron el desarrollo de una nueva tcnica constructiva a principios del siglo XX, la del hormign armado.6.4CONSISTENCIA DE UN HORMIGNEl ensayo de consistencia en hormign fresco se la realiza mediante el Cono de Abrams.

La consistencia es la mayor o menor facilidad que tiene el hormign fresco para deformarse. Influyen en ella factores, especialmente la cantidad de agua de amasado, pero tambin el tamao mximo del rido, la forma de los ridos y su granulometra

ConsistenciaAsiento en cono de Abrams (cm)Compactacin

Seca0-2Vibrado

Plstica3-5Vibrado

Blanda6-9Picado con barra

Fluida10-15Picado con barra

Lquida16-20Picado con barra

6.5PROPIEDADES DEL HORMIGN Las principales Propiedades Generales que afectan al Hormign Fresco son: TrabajabilidadEs la facilidad con la que puede distribuirse el Hormign dentro de los encofrados. Debe tener la necesaria consistencia, para lo cual afectarn: la cantidad de agua, la forma y medida de los ridos, la cantidad de Cemento, la existencia de aditivos, y la presencia de cenizas. Tambin la correspondiente cohesin, que es la resistencia del material a segregarse. HomogeneidadSe dice del material que tiene las mismas propiedades en todos los puntos. En el Hormign se consigue mediante un buen amasado. Y las que afectan al Hormign Endurecido: DensidadEs la cantidad de peso por unidad de volumen (densidad=peso/volumen), la cual variar con la clase de ridos y con la forma de colocacin en obra. La densidad de los Hormigones Ligeros oscilar entre los 200 y los 1500 kg/m3. En los Hormigones Ordinarios: Apisonados: 2000 a 2200 kg/m3 Vibrados: 2300 a 2400 kg/m3 Centrifugados: 2.400 a 2500 kg/m3 Proyectados 2500 a 2600 kg/m3 Los Hormigones Pesados pueden alcanzar los 4000 kg/m3. Este tipo de Hormign es el utilizado para construir pantallas de proteccin contra las radiaciones. Resistencia MecnicaEs la capacidad que tiene el Hormign para soportar las cargas que se apliquen sin agrietarse o romperse. Es diferente segn el tipo de esfuerzos de que se trate: su resistencia a la compresin es unas diez veces mayor que su resistencia a la traccin. Esta baja resistencia a la traccin es la que llev a incorporar varillas de Hierro o Acero al Hormign, para conformar el Hormign Armado.

Fig. 6.2. Armadura DurabilidadEs la capacidad para resistir el paso del tiempo. PorosidadLa porosidad se considera la proporcin de huecos respecto de la masa total. Influye en la resistencia, la densidad, y la permeabilidad del Hormign. PermeabilidadEs la capacidad de un un material de ser atravesado por lquidos o gases. La impermeabilidad del Hormign es importante para su resistencia a los ataques qumicos. Esta impermeabilidad depende en parte del exceso de agua en el amasado y del posterior curado del Hormign.

6.6TIPOS DE HORMIGONES

Hormign postensado: son cuatro cordones, de veinte alambres de acero de alta resistencia, preparados en el tablero de un puente para tesar.

Figura 6.3. Armadura de hormign postensado Hormign ordinario: Es el material obtenido al mezclar cemento, agua y ridos de varios tamaos, superiores e inferiores a 5 mm, es decir, con grava y arena. Hormign armado: Es el hormign que en su interior tiene armaduras de acero, debidamente calculadas y situadas. Este hormign es apto para resistir esfuerzos de compresin y traccin. Hormign pretensado: Es el hormign que tiene en su interior una armadura de acero especial sometida a traccin; tensado antes de colocar el hormign fresco. Mortero: Es una mezcla de cemento, agua y arena (rido fino), es decir, un hormign normal sin rido grueso. Hormign ciclpeo: Es el hormign que tiene en su interior grandes piedras de dimensin no inferior a 30 cm. Hormign sin finos: Es aquel que slo tiene rido grueso, es decir, no tiene arena (rido menor de 5 mm). Hormign aireado o celular: Se obtiene incorporando a la mezcla aire u otros gases derivados de reacciones qumicas, resultando un hormign baja densidad. Hormign de alta densidad: Fabricados con ridos de densidades superiores a los habituales (normalmente barita, magnetita, hematita...) El hormign pesado se utiliza para blindar estructuras y proteger frente a la radiacin.

6.7DOSIFICACIN DEL HORMIGN Segn la UNIVERSIDAD DE CASTILLA-LA MANCHA (UCLM), al dosificar un hormign debe tenerse en cuenta tres factores fundamentales, a partir de los cuales se han de determinar las cantidades necesarias de agua, cemento y ridos para obtener el hormign deseado al ms bajo costo posible: La resistencia La consistencia El tamao mximo del ridoOrden a seguir en la dosificacin de un hormign:1. Fijar la resistencia caracterstica del hormign, de acuerdo con las condiciones previstas para la ejecucin de la obra.2. Elegir el tipo de cemento, en funcin de la clase de obra, la agresividad del medio y las condiciones climticas.3. Determinar la relacin agua/cemento que corresponde a la resistencia media del hormign, segn el tipo de cemento y ridos empleados.4. Determinar el tamao mximo del rido en funcin de los distintos elementos de la obra.5. Estudiar la consistencia ms conveniente del hormign, segn la forma de compactacin en obra y, como consecuencia, fijar la cantidad aproximada de agua y determinar la cantidad de cemento correspondiente.6. Establecer la proporcin en que han de mezclarse los ridos disponibles, para que la curva granulomtrica del rido total sea la ms conveniente al hormign en estudio.7. Calcular las cantidades de agua, cemento y los ridos necesarios para obtener un metro cbico de hormign.8. Efectuar unas masas de prueba para comprobar si el hormign obtenido tiene las caractersticas deseadas y, en caso contrario, hacer las correcciones necesarias.MTODO DE DOSIFICACIN DE HORMIGONES DE LA UNIVERSIDAD CENTRAL1. TABLA DE RESISTENCIA A LA COMPACIDADF,C (Kg/cm2)Relacin a/c por Peso

1800.54

2000.53

2400.48

3000.45

2. DATOS REQUERIDOS PARA LA DOSIFICACIN Resistencia a la compresin que se desea. Tamao mximo de la grava (TMG). Peso especfico del cemento (PEC). Peso especfico del agregado fino (PEA). Peso especfico del agregado grueso (PEG). Densidad aparente de la arena (DAA). Densidad aparente de la grava (DAG). Densidad mxima del agregado (DMA). Densidad optima del agregado (DOA). Porcentaje de arena en el agregado (PAA) correspondiente a la densidad ptima del agregado. Consistencia o descenso deseado en el cono de Abrams(cm).3. ECUACIONES Porcentaje ptimo de Vacos

Dnde:DR; es la densidad realPEA; es el peso especfico del agregado fino PAA; es el porcentaje de arena en el agregado PEG; es el peso especfico del agregado grueso La ConsistenciaAsentamiento deseado (cm)Cantidad de pasta

0-3POV + 4% del POV

3-6POV + 8% del POV

6-9POV + 12% del POV

9-12POV + 13% del POV

Para calcular la cantidad de materiales (cemento, arena y grava):Cantidad de pastaCP = POV+4% del POV

Tabla con los pesos unitariosAgua (lit.)Cemento (Kg)Arena (Kg)Grava (Kg)

Cantidad (Kg/m3)

Relacin en peso

Cant. (Kg/saco)

Material suelto Peso unitario (Kg/m3)11.11.741.57

Volumen (Dm3)

Relacin en volumen

Parihuelas

Proporcin

Ejemplo de aplicacinDatos para preparar 1m3 de hormign Resistencia a la compresin = 200Kg/cm2 TMG = 1,5 = 3.8cm PEC = 3.168g/cm3 PEA = 2.64g/cm3 PEG = 2.685g/cm3 DAA = 1.743g/cm3 DAG = 1.565g/cm3 DMA = 1.92g/cm3 DOA = 1.915g/cm3 PAA = 56% Consistencia o descenso deseado en el cono de Abrams = 0 - 3cm

Desarrollo.Porcentaje ptimo de Vacos

28 % Para calcular la cantidad de materiales (cemento, arena y grava):Cantidad de pastaCP = POV+4% del POVCP = 28 + 1.12CP = 29.12

Tabla con los pesos unitariosAgua (lit.)Cemento (Kg)Arena (Kg)Grava (Kg)

Cantidad (Kg/m3)182.52344.37850.58

Relacin en peso0.5313.092.47

Cant. (Kg/saco)26.550154.55123.5

Material suelto Peso unitario (Kg/m3)11.11.741.57

Volumen (Dm3)172.20295.38612.59542.22

Relacin en volumen0.5812.071.84

Parihuelas--17.0415.09

Proporcin 172.20324.9217.0415.09

Cantidad (Kg/m3)=resultado de los clculos anterioresRelacin en peso=agua, arena y grava/cemento(peso unitario)Cant. (Kg/saco)=Relacin en peso/50Kg que tiene el quintal de cementoMaterial suelto Peso unitario (Kg/m3)= constantesVolumen (Dm3)=agua, cemento, arena y grava/Material suelto Peso unitario (Kg/m3)Relacin en volumen=Volumen (Dm3) del agua, arena y grava/Volumen (Dm3) cemento (cemento como peso unitario.Parihuelas=(0.33x0.33x0.33)m = 0.03593m3 x= 35.93dm3

CORRECCIONES Y ENSAYOS UCLM (Universidad de Castilla-La Mancha)www.ingenieriaRural.comInfluencia de algunos factores sobre resistencia y trabajabilidad.(Jimnez Montoya, Garca Messeguer, Morn Cabr)

Cuando aumentaLa trabajabilidadLa resistencia

La finura de la arenaAumentaDisminuye

La relacin grava/arenaDisminuyeAumenta

La cantidad de aguaAumentaDisminuye

El tamao mximo de ridoDisminuyeAumenta

El contenido de aire ocluidoAumenta Disminuye

6.8BIBLIOGRAFIA

http://www.construmatica.com/construpedia/Hormig%C3%B3n:_Propiedades

http://es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3n#cite_note-JM30-28

ingenieria-civil2009.blogspot.com/.../dosificacion-de-hormigones.html - Encach - Similareswww.efn.unc.edu.ar/departamentos/estruct/ciath/dosifica.pdfhttps://www.u-cursos.cl/ingenieria/2009/1/.../33408www.uclm.es/area/ing_rural/.../Tema10_EHE08.pdfwww.ingenieriaRural.comUNIVERSIDAD DE CASTILLA-LA MANCHA (UCLM)