UNIVERSIDAD DE CASTILLA-LA MANCHAESCUELA DE INGINIERIA MINERA E

INDUSTRIAL DE ALMADEN

ESTRUCTURA Y COMPONENTES DE

HORMIGÓN

Profesor:

Dr. JOSÉ TEJERO MANZANARES

Alumnos:Giuleanu VasileManolache Iosif

Marinescu AndreiMuresan Ioan-Sorin

1.INTRODUCCIÓN

La palabra hormigón parece ser que tiene su origen en Roma.

El hormigón es un material de construcción constituido básicamente por rocas

(áridos),que cumplen ciertas condiciones en cuanto a sus características

mecánicas y químicas,unidas entre si por una pasta aglomerante hidráulica

formada por un conglomerante (cemento) y agua.

Las ventajas del hormigón son:

-fragua

- plasticidad

- buena durabilidad

- resistente al fuego

- protégé al acero de corrosion y fuego.

Figura 1.1. Macroestructura del hormigón. Se distinguen dos fases: los áridos de varios tamaños y formas, y en medio la cementante, que consiste en una masa de pasta de cemento hidratada.

Las desventajas del hormigón son:

-Baja resistencia a la traccion

-Inestabilidad dimensional

-Fabricacion en terreno

-Propriedades dependen del tiempo.

TIPOS DE HORMIGONES

• Hormigón ordinario

• Hormigón en masa

• Hormigón armado

• Hormigón pretensado

• Hormigón mixto

• Hormigón ciclópeo

• Hormigón ligero

• Hormigón inyectado

2.CEMENTOSEl cemento Portland es un ligante hidráulico inorgánico, polifásico artificial, que se obtiene

a partir de un producto intermedio denominado CLINKER, el cual se produce mediante la

cocción a , aproximadamente, 1480 ºc, generalmente en hornos rotatorios, de una mezcla en

proporciones preestablecidas de carbonato de calcio (CALIZA) y de un aluminosilicato

(ARCILLAS O MARGAS) u otros materiales de una composición global similar y con la

reactividad suficiente, previamente molidos y homogeneizados.

Los cementos se pueden definir como aquellas sustancias adhesivas, naturales o artificiales,

con las que se pueden formar masas plásticas que son capaces de unir entre si a fragmentos o

masas de materiales sólidos con una distribución granulométrica determinada, que

generalmente recibe el nombre de agregado, formando un conjunto totalmente compacto.

Proceso de fabricación del cemento.

CLASIFICACIÓN DE LOS CEMENTOS

La clasificación de los cementos se puede hacer según diferentes criterios. Las principales

características distintivas en las que pueden basarse dichos criterios pueden ser:

• (I).Las clases o categorías resistentes (resistencias mecánicas mínimas o medias,

usualmente la resistencia a la compresión a los 28 días).

• (II).Los tipos de cemento (cementos portland, cementos siderúrgicos, cementos

puzolánicos, etc.)

• (III).Las propiedades características especiales más importantes (bajo calor de

hidratación, resistencia frente medios agresivos por ejemplo, sulfatos, rápido desarrollo

de resistencias, etc.).

PRINCIPALES CAMPOS DE APLICACIÓN DE LOS CEMENTOS

ARIDOSLos áridos son materiales granulares inertes formados por fragmentos de

roca o arenas utilizados en la construcción (edificación e infraestructuras)

y en numerosas aplicaciones industriales.

Acopio de áridos de tamaño 6-10 mm para la

fabricación de hormigón

Propiedades geométricas: tamaño, forma de las partículas ,caras de fractura, calidad

de los finos, etc.

Propiedades mecánicas y físicas: resistencia al desgaste (p.Ej. Para que los coches no

se deslicen en las carreteras), resistencia a la fragmentación, resistencia al pulimento,

densidad, porosidad, contenido en agua, etc.

Propiedades térmicas y de alteración: resistencia a los ciclos de hielo y deshielo, etc.

Propiedades químicas: contenido en azufre, cloruros, materia orgánica, contaminantes

ligeros, reactividad potencial, etc.

.

ADITIVOS 

J. Calleja, define a los aditivos como, "productos que anadidos al conglomerante (pasta, mortero u

hormigon) en el momento de su elaboracion en las condiciones adecuadas, en la forma conveniente

y en las dosis precisas,tienen por finalidad modificar en sentido positivo y con caracter permanente

las propiedades del conglomerado, o en su caso conferirselas, para su mejor comportamiento en

todos o en algun aspecto, tanto en estado fresco como una vez fraguado y endurecido".

AGUA• El agua de amasado interviene en las reacciones de hidratación del cemento. La

cantidad de la misma debe ser la estricta necesaria, pues la sobrante que no interviene en la hidratación del cemento se evaporará y creará huecos en el hormigón 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 reducción excesiva de agua originaría una mezcla seca, poco manejable y muy difícil de colocar en obra. Por ello es un dato muy importante fijar adecuadamente la cantidad de agua.

• Las caracteristicas del agua para el hormigon deben ser evaluadas para que no produzca reacciones adversar en la mezcla, es por ello que se debe realizar analisis fisico-quimicos para garantizar su calidad. En la practica un indicador simple es la potabilidad del agua, con ello podemos determinar si el agua es adecuada para su uso en la mezcla o no.

• Agua capilar: se puede definir como el volumen de agua que está libre de la

influencia de las fuerzas atractivas ejercidas por la superficie sólida.

• Agua adsorbida: es el agua que se encuentra en las cercanías de la superficie

sólida, esto es, bajo la influencia de fuerzas atractivas, las moléculas de agua son

físicamente adsorbidas por la superficie de los sólidos de la hcp.

• Agua entre capas de c-s-h: este agua está asociada con la estructura del c-s-h. Se

encuentra entre las capas de C-S-H y está fuertemente ligada mediante puentes

de hidrógeno.

• Agua químicamente combinada: este agua es parte integral de la estructura de

los productos cementicios hidratados. No se elimina por desecación, sino que es

necesaria la calcinación de los productos hidratados para su eliminación.

HORMIGON FRESCO• Se denomina "hormigon fresco" al hormigon que por estar en estado

plastico tiene la facultad de poder moldearse o de darle forma.

• El hormigon fresco es un material esencialmente heterogeneo,

coexistiendo en el tres fases: la solida (arido y cemento), la liquida

(agua) y la gaseosa (aire ocluido).

• Entre las propiedades que determinan la utilizacion del hormigon fresco

podemos citar como mas importantes: la trabajabilidad, la consistencia,

la docilidad, la homogeneidad y el peso especifico.

TRABAJABILIDAD

• La trabajabilidad es el trabajo total necesario para iniciar y mantener la

fluidez durante las diferentes operaciones con una perdida minima de

homogeneidad.

CONSISTENCIA• La consistencia es la menor o mayor facilidad que presenta el hormigon fresco a

experimentar deformaciones,siendo, por tanto, una propiedad fisica inherente al

propio hormigon.

• Cuando el hormigon esta endurecido, los aridos que son los componentes mas

pesados quedan sujetos por la pasta de cemento, pero cuando el hormigon esta

fresco estos componentes se encuentran sueltos y por las acciones del transporte

y puesta en obra pueden separarse con facilidad dando lugar a problemas de

segregacion y de exudacion.

DOCILIDAD• La docilidad del hormigón es la facilidad con que una mezcla de áridos, cemento y

agua se transforman en hormigón, y la facilidad de ser manejado, transportado,

colocado y compactado en los moldes

• La docilidad depende, entre otros, de los siguientes factores: contenido de agua,

contenido del arido, contenido de cement, contenido de aditivos.

• La docilidad depende tambien de la forma y tamano del molde y, de los medios de

compactacion disponibles. Un hormigon poco docil es propenso a segregar, a dar

resistencias mecanicas menores a las previstas y a dar superficies poco vistosas cuando

se desencofra.

HOMOGENEIDAD• Es la cualidad por la que los diferentes componentes del hormigon

aparecen distribuidos en toda la masa en igual presencia y cantidad. El

hormigon es una mezcla de componentes solidos muy diferentes y de

un liquido, por consiguiente y por su propia naturaleza, es un material

heterogeneo; sin embargo, al decir que un hormigon debe ser

homogeneo se indica que debe ser uniformemente heterogeneo, es

decir, que en cualquier parte de su masa los componentes del hormigon

deben estar perfectamente mezclados y en la proporcion prevista al

disenar la mezcla.

CONO ABRAMS

• La medida de la consistencia de un hormigón fresco por medio del Cono de Abrams es un ensayo muy sencillo de realizar en obra.

• En este ensayo el hormigón se coloca en un molde metálico troncocónico de 30 cm de altura y de 10 y 20 cm de diámetro, superior e inferior respectivamente.

PROCEDIMIENTO 

• La cantidad de hormigón necesaria para efectuar este ensayo no será inferior a 8 litros.

*Se coloca el molde sobre la plancha de apoyo horizontal, ambos limpios y humedecidos

solo con agua. No se permite emplear aceite ni grasa.

• El operador se sitúa sobre las pisaderas evitando el movimiento del molde durante el

llenado.

• Se llena el molde en tres capas y se apisona cada capa con 25 golpes de la varilla-pisón

distribuidas uniformemente.

• La capa inferior se llena hasta aproximadamente 1/3 del volumen total y la capa media

hasta aproximadamente 2/3 del volumen total del cono, es importante recalcar que no se

debe llenar por alturas, sino por volúmenes.

*MEDICIÓN DEL ASENTAMIENTO

• Una vez levantado el molde, la disminución de altura del hormigón (asiento) moldeado respecto al molde, será en un primer momento de aproximadamente 5 mm.[Cita requerida] la medición se hace en el eje central del molde en su posición original. En función del asiento total, es posible determinar la fluidez. La normativa española del hormigón (EHE) recoge distintas consistencias en función de dicho asiento, que deberán ser tenidas en cuenta a la hora de hormigonar diferentes sistemas constructivos. Dicha normativa recoge cualitativamente las siguientes consistencias en función del asiento del cono (en cm):

-DE 0 A 2 CM, CONSISTENCIA SECA-DE 3 A 5 CM, CONSISTENCIA PLÁSTICA-DE 6 A 9 CM, CONSISTENCIA BLANDA-DE 10 A 15 CM, CONSISTENCIA FLUIDA-DE 16 A 20 CM, CONSISTENCIA LÍQUIDA

Figura 4.6.1.Cono Abrams.

Figura 4.6.3.Cono Abrams: Medida del asentamiento

Ensayo de compresión

CARACTERISTICAS FISICAS DEL HORMIGON ENDURECIDO

• Las caracteristicas fisicas de un hormigon endurecido dependen no solo de la propia naturaleza de este sino,tambien, de su edad y de las condiciones de humedad y temperatura a las que haya estado sometido.

• La caracteristica fisica o mecanica mas frecuentemente medida en los hormigones es la resistencia a compresion y esto es debido a que es muy facil de determinar y a que muchas de sus otras propiedades estan relacionadas con ella.

DENSIDAD

• La densidad real de un hormigon depende fundamentalmente de la que

tengan los aridos, de su granulometria, y del volumen de estos que entre

en su composicion. De acuerdo con lo anterior, los hormigones de

mayor densidad son los que se obtienen con granulometrias muy bien

estudiadas de forma que den lugar a la maxima densidad.

Figura 6.2.1.El grado de compactacion tambien influye en la

densidad, siendo esta tanto mayor cuanto mayor sea la

energia consumida en la compactacion.

ELASTICIDAD

• Conocer el modulo de elasticidad de un hormigon es muy importante

para determinar su forma de trabajar en las estructuras en las que va a

formar parte.

• Si se somete a una probeta de hormigon a una solicitacion de

compresion hasta una tension inferior a la de la rotura y se determinan

los acortamientos unitarios que experimenta en funcion de las tensiones

a que esta sometida, se obtiene una curva tension-deformacion

Figura 6.3.1.Modulos de elasticidad de un hormigon

Figura 6.3.2.Modulos de elasticidad de la pasta, aridos y hormigon

• EL HORMIGÓN SE ENCUENTRA EN ESTRUCTURAS DE EDIFICIOS TANTO DE VIVIENDAS COMO INDUSTRIALES, FORMANDO CERRAMIENTOS DECORATIVOS (FIGURA 2.1)

Figura 2.1.Museo de las Ciencias Príncipe Felipe. Valencia.

EN PUENTES, EN VIADUCTOS (FIGURA 2.2)

Figura 2.2.Puente atirantado de Millau (Francia). Puente más alto del mundo (343 m). L=2460 m

EN PUERTOS, EN PAVIMENTOS DE CARRETERAS, EN TÚNELES (FIGURA 2.3)

Figura 2.3.- Estación de metro de Guzman el Bueno.

• El avance tecnológico de estos últimos años ha supuesto un importante mejora de los hormigones que se ha traducido en una mayor apertura hacia nuevas aplicaciones.

• Los modernos vibradores permiten conseguir una amplia gama de frecuencias que hace que puedan entrar en vibración simultáneamente todos los gránulos del hormigón desde los áridos más gruesos hasta las partículas más finas de los mismos; por otra parte, mediante el empleo simultáneo de compresión y vibración puede lograrse consolidar hormigones muy secos y conseguir resistencias muy elevadas.

• El hormigón se ha impuesto de tal forma que hoy es imposible encontrar una construcción en la que no esté presente en alguna parte de la misma y así encontramos, por ejemplo, que aunque un edificio posea una estructura metálica, el hormigón estará soportándola en su cimentación.

• Se puede decir que el hormigón es un material universal ya que, en cualquier país, por pequeño que sea, existen áridos y materias primas para fabricar cemento y por tanto para hacer hormigón. Por otra parte, el hormigón dado su carácter formáceo y sus buenas características resistentes es un material adecuado para construir y fabricar elementos de las formas más diversas.

• Es de esperar, que en un futuro próximo, el hormigón continúe perfeccionándose, mejorando sus características mecánicas y reduciendo, poco a poco, los defectos que como cualquier otro material de construcción posee con lo cual sus perspectivas de empleo serán cada vez más prometedoras.

FIN