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LOS ADITIVOS Sus substancias que incluidas en pequeñas cantidades en pastas, morteros u hormigones, aportan, mejoran o modifican uno o varias propiedades en estado fresco o endurecido. Son polvos, líquidos o pastas solubles, aplicados en dosis que oscilan desde 0,01% y 5% respecto del peso del cemento (o del agua). Sobre esos valores pasan a la categoría de adiciones Las normas sobre aditivos surgen a partir de 1950, su proceso de masificación mundial es a partir de 1970, y en Chile las primeras oficiales son de 1975: NCh 2182 sobre clasificación y requisitos de aditivos para hormigón y mortero (considerando específicamente: plastificantes, retardantes, acelerantes, plastificantes-retardantes, plastificantes-acelerantes, superplastificantes, superplastificantes-retardantes, fluidificantes, incorporadores de aire). NCh 2281 sobre métodos de ensayo y control de efectividad. Al margen de los diversos criterios existentes, normativos o no para clasificar a estos componentes, se acompaña a continuación un análisis de ellos con fines docentes y desde el punto de vista de sus características básicas funcionales. Pueden de acuerdo a esto asimilarse a las funciones: - Acelerar fraguado y/o endurecimiento, con diferente velocidad de efecto - Retardar fraguado y/o endurecimiento tanto de la masa como superficialmente - Plastificar la mezcla, con diversos grados de efecto para la fluidez - Obtención de impermeabilidad, tanto total como diferida frente al agua y al vapor de agua - Expansión del conglomerado a diferentes escalas y efectos - Inhibición de efectos secundarios provocados por otro aditivo - Reducción de la acumulación de aire interno - Producción de calor para propiciar la reacción de fraguado ACELERANTES DE FRAGUADO Y O DE ENDURECIMIENTO.- Son solubles en agua, y producen una mayor velocidad en las reacciones de hidratación de los granos de cemento, ya sea por catalización o por floculación electrostática de los granos de cemento. Existen normales y ultra-rápidos (estos últimos pueden disminuir el tiempo de la reacción a minutos). Pueden también actuar diferidos ya sea para disminuir el tiempo previo al fraguado (álcalis) y para disminuir el período de endurecimiento (cloruros). Cuando se aplica acelerantes, los ensayos de verificación de comportamiento mecánico de los hormigones se hacen a 1 día, 3 días, 7 días y 28 días. Usos: - Trabajos rápidos por problemas de programación, de racionalización, o inherentes al

aspecto funcional de la faena, como el caso de hormigones proyectados - Hormigonado en tiempo frío en que la reacción química tiene a tardar. - Trabajos en lugares con agua. Inconvenientes: - Aumento de retracción y fisuración por excesiva velocidad de hidratación, asociado a

pérdidas en la resistencia a la compresión. Esta limitante condiciona el uso de los acelerantes ultra-rápidos a elementos en que los riesgos vinculados al comportamiento estructural o de impermeabilidad sean considerados.

33- Riesgo de corrosión en armaduras. Los acelerantes producen un aumento inicial de la resistencia (10% a los 3 días) con tendencia a disminuir y hasta bajar a un 5% a los 28 días (por fisuración) ya que su función es otra (aumentar la velocidad del principio y fin se fragua por razones funcionales). Los cloruros (dosis 2 a 5%), por ser perjudiciales para el fierro, son recomendables sólo cuando se trata de hormigón sin armar. Es importante consignar que en la evolución de sus formulaciones los aditivos acelerantes han logrado controlar estas dos limitantes, y han logrado en algunos casos incluso aumentar la resistencia mecánica final. RETARDADORES DE FRAGUADO: Son substancias que habitualmente disminuyen la velocidad de hidratación de los granos de cemento. Entre otras son el yeso, fosfatos, ácido fosfórico, lignosulfato de calcio, ya sea por inhibición química o por dispersión electrostática de los granos del aglomerante. Pueden ser: De masa (retardo en el total del hormigón). Se usan para: - Hormigonado en tiempo caluroso - Transporte a grandes distancias (camiones betoneras) - Hormigón bombeado - Inyecciones de hormigón intersticiales o de difícil accesibilidad. De superficie (retardo solamente de las capas externas)

- Continuidad de hormigonado en juntas, especialmente cuando se debe interrumpir faena, por problemas funcionales o accidentales en elementos que deben ser totalmente monolíticos.

- Texturas superficiales (piedras) (moldaje), combinado con chorro de arena, aire o agua aplicado después de ciertas horas.

Inconvenientes:

- Lentitud de hidratación que obliga a extremar las precauciones frente a la pérdida de agua durante el período de endurecimiento.

- Riesgo de sobredosis que puede llegar a inutilizar el hormigón. PLASTIFICANTES: Son substancias que actúan frente a la fricción o roce de los granos, ayudando a modo de lubricación a una mayor trabajabilidad, sin incidencia de cantidades extra de agua, favorecen tambien la homogeneidad y la compacidad al permitir una más libre acomodación de los granos. Actúan por defloculación entre los granos de cemento (inhibiendo su tendencia a aglutinarse previamente), permitiendo un mayor contacto superficial con el agua lo que logra una reacción de hidratación más controlada que se traduce al final en un mejor proceso con aumento de resistencias progresivo, lo que significa la posibilidad de ahorro de cemento y como consecuencia, en un ahorro de agua complementario) por este otro concepto y la consecuente incidencia en bajo de costos Estos aditivos han experimentado un constante perfeccionamiento desde que ha incidido en sus expectativas de aplicaciones: - Los plastificantes corrientes están compuestos fundamentalmente por saponificantes), Generalmente actúan combinados con retardadores de fragua en un mismo aditivo.

34 Sus dosis son de un 0,2 a 0,4% del peso cemento, producen un aumento en la resistencia generalmente del orden de un 10% a los 3, 7 y 28 día sus usos genéricos han sido formulados para:

- Elementos con formas complejas y poco accesibles. - Elementos de pequeña sección. - Elementos en que la enfierradura constituya obstáculo para la trabajabilidad. - Hormigones bombeados o inyectados. - Hormigones de alta resistencia, pretensados, prefabricados en general. - Hormigones que requieran específicamente homogeneidad y compacidad. - Hormigones a la vista por cuanto los nidos disminuyen.

- Los superplastificantes o fluidificantes.- Tienen un efecto similar, pero de mayor escala en sus resultados. Las dosis son de 0,8% a 2% del peso del cemento. Su mayor dosis y costo sumados los hacen competitivos a diferencia de los anteriores, no por costo sino por eficiencia. Químicamente son productos sintéticos (formaldehído sulfuroso, resina melamínica). Sus aplicaciones específicas, además de las genéricas ya citadas en el caso anterior, apuntan a: - Un aumento transitorio de cono (+ o – 2 horas) para dejar hormigones en espera, sin

variar el contenido de agua. - Una disminución en el contenido de agua de la dosis, que de acuerdo a la razón

agua/cemento, hace también disminuir la dosis de cemento, y como consecuencia los costos.

- Un mayor aumento de resistencia llevado a cifras de un 15% a un 25% de entre los 3-

7 y 28 días progresivamente). Como pauta comparativa se adjunta el siguiente cuadro: Resistencia 3 días 7 días 28 días Plastificante +10% +10% +10% Superplastificante +15% +20% +25% Acelerante +10% +0% -5% - Los fluidificantes de tercera generación.- Llevan a los hormigones a adquirir tal grado de fluidez, que les permite ser auto-compactantes, o sea a no requerir otro aporte energético que el de su propio peso, para obtener la compacidad máxima por acomodo de sus granos. Estos hormigones no se vibran ni apisonan (ver capítulos sobre trabajabilidad y sobre consolidación). Este tipo de fluidificantes han elevado hasta un 30% su efecto de mejoría en la resistencia mecánica. INCORPORADORES DE AIRE.- Son substancias que durante el fraguado provocan la formación por proceso químico, de celdillas microscópicas independientes, con aire contenido a mayor presión, las cuales quedan contenidas entre los granos de los áridos. El aire es incorporado bajo la forma de burbujas entre 0,01 y 1 mm de diámetro, con distribución uniforme, Su rango va desde un 4% a un 7% según tamaño del elemento Usos:

35- Impermeabilidad por el efecto barrera frente a la presión normal del agua que se produce

por la incorporación dentro de la masa del material, de estas celdillas entre la capilaridad.

- Prevención del fenómeno de la helada, por cuanto estas celdillas constituyen porosidad con

aire a mayor presión que no se satura ante la penetración del agua en estado líquido a temperaturas ambiente normales, y que permite por lo tanto los fenómenos expansivos al congelarse o al entrar en ebullición, en forma similar a la porosidad menos comunicada que poseen por naturaleza algunos pétreos.

- Disminución de los efectos de segregación y exudación colaborando con ello a disminuir

también los tiempos de vibración. - Relativo aumento de fluidez. Inconvenientes: Pueden disminuir la resistencia mecánica en proporción de 3% a 5% por cada 1% incorporado. IMPERMEABILIZANTES.- Son generalmente substancias de naturaleza bituminosa que incorporadas en la masa producen un sellado total de la porosidad interna (estanques, piscinas). También existen variedades provistas de geles expansivos, los cuales interactúan al contacto con el agua en estado líquido provocando un sellado temporal sólo ante dichas condiciones, permitiendo la existencia simultáneamente de porosidad eventualmente abierta al paso del vapor de agua. Usos.- - Estanques, piscinas, muros de contención, diques, subterráneos HIDRO-REPELENTES.- Al margen del efecto impermeabilizante de los incorporadores de aire, y de la opción que presentan las partículas bituminosas (habitualmente asociadas a un riesgo de pérdida de cualidades mecánicas), la otra alternativa válida es la que presentan las cadenas silíceas o siliconas: siliconatos, silanos, siloxanos, (y en menor escala las ceras parafínicas), substancias provistas de facultades físicas de repelencia o falta de adherencia al agua, simultáneamente con una gran adherencia a los materiales sólidos. Éstas al quedar impregnadas al interior de la porosidad, impiden que el agua en estado líquido se propague por ella, salvo ante muy altas presiones. Dichas altas presiones, propias del vapor de agua le permiten sin embargo a éste, salir dándole al material cualidades respirantes sin perder su impermeabilidad a la lluvia. Usos.- - Hormigón armado en muros, losas y envolventes de espacios habitados. INCORPORADORES DE GAS, O ESPUMANTES.-

36Son substancias que durante el fraguado proveen por reacción química la formación de glóbulos visibles gaseosos, que dan a la mezcla una apariencia porosa (hormigón celular) y bajan notoriamente su peso especifico, provocando simultáneamente a esto una gran dinámica expansiva que actúa recíprocamente a la reacción de fraguado (Ej. Polvo de aluminio) Usos.- - Hormigones livianos sin grandes requisitos mecánicos. - Prefabricación (por transportabilidad) de elementos no estructurales. - Aislación térmica EXPANSORES.- De formulación similar a los anteriores, pero con un efecto expansivo mucho menos notorio a simple vista que no llega a comprometer las cualidades mecánicas del hormigón, pero suficientemente efectivo como para contrarrestar a la retracción de fraguado, los expansores tienen aplicación en los siguientes campos: - Inyecciones - Relleno de grietas, nidos, fisuras (grouting) - Anclajes - Uniones entre hormigones INHIBIDORES.- Son substancias que se manifiestan protegiendo de procesos químicos que pueden resultar perjudiciales, bajo diferente modalidad: Inhibidores aplicados en la dosis.- Pueden actuar ya sea en la masa misma del hormigón (sulfoaluminatos de calcio, sílice activo, puzolana), o frente a la armadura de acero controlándola de la acción corrosiva tanto anódica como catódica (puzolanas contra los cloruros).

Inhibidores de corrosión por penetración.- Para el caso de enfierraduras confinadas en que, ya sea por condiciones ambientales particularmente agresivas, porosidad o grietas en el hormigón o mortero confinante, o ambos factores a la vez, sea necesario dar solución al riesgo interno de una corrosión, son aplicables estas substancias por penetración, que atravesando la porosidad, llegan a tomar contacto con dicha enfierradura, recubriéndola con una capa protectora. También pueden ser de aplicación previa como capa protectora adscrita. REDUCTORES.- Reducen al mínimo el aire atrapado. ANTICONGELANTES.- Son substancias que producen un alto calor de hidratación. ADITIVOS COMBINADOS.-

37 En algunos casos es imprescindible que haya más de un efecto, pues algunas propiedades se complementan entre sí. Los casos más habituales son: - Plastificantes–retardantes.- Para los casos de bombeo - Superplastificantes-retardantes.- Para hormigones autocompactantes. - Plastificantes-acelerantes.- Para los casos de hormigón o mortero proyectados. - Acelerantes con inhibidores para sus efectos sobre las enfierraduras ADITIVOS PROMOTORES DE ADHERENCIA PARA MORTEROS.- Para proveer una adecuada adherencia entre el hormigón y el mortero de recubrir o estuco, se dosifican en este último.

ADITIVOS COMPLEMENTO.- Se adjunta un listado de opciones actualmente en el mercado

ACELERANTES

Normales: Sika 3, Sika 4ª, adirapid 101, adirapid 203, Pozzolith 322 N, Pozzolith 122 HE, Sika Crete, Adirapid, adicontrol.

Para baja contracción: Sika set. Ultra-rápidos: Sika 2, tricosol + T1 BE, Tricosol T4 Para hormigón proyectado: Sigunit, adiplast 200, adiplast 201, adigunit 250, 251,252 ,253. Para hormigón bajo agua: Sika Crete W. RETARDADORES De masa: Sika retarder, plastiment vz, frioplast V3, plastiment S, tricosol VZ 020. Para morteros: Adiplast M De superficie: Rugasol, rugasol 200, adirugoso. PLASTIFICANTES Normales: Plastocrete RM-2, tricosal VZ-020, tricosal BV, tricosal BV 80, Frioplas tricosal BV 80-T, Plastiment-SH, Plastiment-ER, Plastiment VZ, y V4 Para morteros: Sika Set, Frioplast V3 Sika Stuclo, adiplast 32, Adiplast-M Superplastificantes: Sikament, Adiplast 100, Sika tard 909, Superplast 1000, Superplast 2300, Adiplast 101. INCORPORADORES DE AIRE: Frioplast A-3, Adipor 481, Fro-BE, Frioplast V-3 IMPERMEABILIZANTES: Adi-primer, Caveacril REPELENTES: Sika 1, Sika 4-A, Adiuno INCORPORADORES DE GAS, ESPUMANTES, EXPANSORES: Intraplast, Sika-Cel, Polvo de aluminio, Adiexpansor, Tricosol S-45

REDUCTORES: Plastiment S, Sika crete INHIBIDORES: Sika crete 950 (para ambientes agresivos) ADHERENCIA DE MORTEROS: Sika Cem 810, Sika Latex, Sika Top-77, Top-Roote, adam crill PLASTIFICANTES REDUCTORES: Adiplast 2, adiplast 11 PLASTIFICANTE RETARDADOR: Adiplast 3, adiplast 22 PLASTIFICANTE ACELERANTE: Adiplast rápido

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ADICIONES Para este concepto existen dos interpretaciones. - SUBSTANCIAS NO ACTIVAS QUÍMICAMENTE, QUE PARTICIPAN AL IGUAL QUE LOS ADITIVOS EN PEQUEÑAS O MEDIANAS DOSIS EN LOS HORMIGONES Y MORTEROS: Fillers.- Son polvos finos inertes para completar granulometría. Fibras Para controlar retracción, para dar estabilidad superficial a morteros y hormigones, y para diversas otras propiedades. Pueden incorporarse también en la dosificación. Son de origen natural o sintético. Ejemplos: - De acero - De polipropileno para evitar grietas en morteros de estuco con alto espesor. - De vidrio, o de polimetacrilato de metilo (fibra óptica) para la fabricación de hormigones translúcidos, tecnología en etapas de implementación, y que actualmente se ha planteado bajo la forma de bloques prefabricados. - De lana poliéster (aislación térmica) Pigmentos.- Son substancias que actúan en morteros u hormigones (partículas 10 a 15 micras, de origen natural o sintético), dosificadas en diversas proporciones respecto del peso del cemento. En dosis hasta del 3% del peso del cemento no afectan las propiedades mecánicas. Hay colores que bajan la docilidad en estado plástico (amarillos) y otros que la aumentan (negro). (Revista tectónica nº 3 artículo José Manuel Pérez Luzardo) (Al respecto, los hormigones pueden colorearse además por otros dos procedimientos: con los áridos, y con cementos de color). - SUBSTANCIAS ACTIVAS QUÍMICAMENTE APLICADAS EN PROPORCIONES MAYORES QUE LAS CONSIDERADAS NORMATIVAMENTE PARA LOS ADITIVOS Para preparar morteros u hormigones especiales.- En estos casos su dosis por ser mayor, tiende a cambiar fundamentalmente las propiedades. Para inhibir reacciones químicas.- Para preparar morteros u hormigones sintéticos.- Un conglomerado adquiere tal carácter cuando la función aglomerante básica la cumplen en mayor proporción las resinas sintéticas en reemplazo de los aglomerantes minerales tradicionales. Este tipo de material mixto constituye uno de los puntos de evolución tecnológica con amplias expectativas futuras en cuanto a la posibilidad de optimizar las propiedades a lograr para los materiales de uso en construcción. - PROYECCIONES DE APLICACIÓN.-* En cualquiera de las dos opciones citadas e igualmente que para el caso de los aditivos, las adiciones son susceptibles de estar incluídas en morteros y en hormigones predosificados y premezclados

39 Por otra parte, la combinación de los morteros y de los hormigones sintéticos, con la alternativa también sintética de las fibras (de vidrio o de carbono) permite visualizar modalidades de evolución hacia versiones armadas de dichos materiales conglomerados en un futuro mediano.

* Ver capítulos ”Resinas epóxicas “, ”Junturas”, y “El uso estructural de las fibras de vidrio y de carbono”.-

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DOSIFICACIONES DOSIFICAR.- Es calcular para un hormigón de propiedades requeridas definidas, las cantidades y proporciones óptimas de sus componentes, en función de las propiedades y características respectivas de ellos, y de los recursos tecnológicos a usar en su preparación. Factores definitorios para un proceso de dosificación de hormigones.- - Datos generales.- Corresponden a la caracterización de la problemática a abordar, y de su

contexto:

-Tipo de elemento a hormigonar (por ej: pilar, cimiento, losa, radier). -Dimensiones de dicho elemento. -Existencia o no de armadura o enfierradura. -Resistencia a la compresión requerida a los 28 días (R28) en [Kg/cm2] -Características del clima y del terreno (suave, agresivo, corrosivo, húmedo, seco). -Método de consolidación o compactación a utilizar. -Tipo de cemento a utilizar (corriente, o de alta resistencia), (Portland, o especial).

- Datos de laboratorio.- Corresponden a las propiedades físicas y dimensionales de los áridos a utilizar: -Tamaño : módulo de fineza arena y diámetro máximo ripio -Porcentaje de huecos entre granos tanto para árido fino como grueso. -Densidad aparente en [Kg/m3] para los dos tipos de áridos - Datos de obra.- Corresponden a las variaciones producidas por la diferente absorción de agua por parte de los áridos según condiciones climáticas: -Cantidad de agua absorbida en arenas y en ripios, en % del peso. -Esponjamiento de las arenas en porcentaje del volumen aparente. Planteamientos base para el cálculo.- Se considera como unidad volumétrica base de referencia 1 [m3] de hormigón. La fórmula fundamental es, por lo tanto:

Los pasos en un proceso de cálculo.- Existiendo diversos métodos, ya sea basándose en peso, o en volumen, mediante tablas, reglillas, computacionales o manuales, se explicará el siguiente, que consiste en un proceso deductivo didáctico y utiliza una serie de ábacos especialmente preparados para este texto, que ya han sido presentados en este mismo texto en la etapa de revisión teórica de los conceptos.* * Los ábacos están adaptados a partir de datos de tablas de un curso promocional que auspició la Empresa Cemento Melón.

Volumen neto arena + Volumen neto ripio + Agua + Volumen neto cemento + aire =1[m3]

41El criterio general es establecer las relaciones entre dimensiones del elemento, tamaños de áridos, porcentaje de huecos de los áridos, tipo de cemento, trabajabilidad, razón agua/cemento, clima, densidades de cada componente; con ajustes en obra, en función del agua contenida previamente por los áridos, y el consecuente esponjamiento para el caso de las arenas Las dosificaciones pueden ser expresadas tanto en volúmenes aparentes, como en peso de los componentes, según sea la tecnología disponible para la preparación misma de la mezcla. Etapas teóricas.- Verificar correspondencia entre tamaño máximo ripio y dimensión del elemento.- La lógica de esta primera medida es comprobar la adecuación o no del tamaño del ripio a las posibilidades dimensionales del elemento a las normas inherentes ya sintetizadas en el cuadro 1 de la página 40. CUADRO 1 VERIFICACION DEL TAMAÑO MAXIMO ARIDO GRUESO en [mm] Dimensión límite de la menor seccion del elemento constructivo en [cm]

MUROS ARMADOS VIGAS PILARES

MUROS SIN ARMAR

LOSAS FUERTEMENTE ARMADAS

RADIERES LOSAS DEBILMENTE ARMADAS

6 a12 10 a 20 mm 20 mm 20 a 25 mm 20 a 40 mm 12 a 30 20 a 40 mm 40 mm 25 a 40 mm 40 a 75 mm 30 a 70 40 a 75 mm 75 mm 40 a 75 mm 75 mm

más de70 40 a 75 mm 150 mm 40 a 75 mm 75 a 150 mm Definir slump recomendable según tipo de elemento y método de compactación. En este segundo paso se trata de establecer previamente la fluidez que el tipo de elemento a dosificar amerita. Para ello se pueden aprovechar los datos del ábaco 7 de la página 40

Definir razón agua cemento ().- Se trata de establecer la proporción ideal entre los litros de agua y los [Kg] de cemento () que la resistencia definitiva (R28) requerida, y el tipo de cemento a utilizar recomiendan de acuerdo a datos empíricos. Para ello se puede aplicar el ábaco 5 de la página 41 (NOTA: Si las condiciones de exposición, clima, humedad, agresividad salina o similar, fueran de carácter exigente este valor debe disminuir, y para ello pueden verificarse los límites en el ábaco 6 también de la página 41

ABACO 7

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Determinar cantidad de agua (W) y aire (a) en función de slump y diámetro ripio. En este caso, los dos datos ya definidos en los 2 primeros pasos, permiten asociar empíricamente las cantidades también definitivas de dos de las incógnitas de la fórmula fundamental: el agua y el aire. Todas estas relaciones pueden deducirse del ábaco 3 en la página 41

Determinar cantidad [Kg] de cemento en función de y cantidad de agua (W).- Siendo ya conocida la cantidad en litros de agua, y estando ya definida su proporción con los [Kg] de cemento, basta con establecer una ecuación proporcional para despejar este último valor

Determinar [litros netos de cemento (Cv) en función de los [Kg] y de su densidad neta.

ÁBACO 5 ÁBACO 6

ÁBACO 3

Kg cemento = Litros agua /

43Debido a que las incógnitas de la fórmula fundamental están establecidas en volumen es necesario pasar desde el dato de cemento en peso recientemente obtenido en el paso anterior, al dato de cemento en volumen para lo cual se aplica el valor correspondiente de densidad también en una ecuación simple proporcional

Determinar litros aparentes de ripio (Rap) en función de datos granulometría áridos.- Los tamaños y cantidades tanto de árido fino como de árido grueso se autocondicionan entre si en la búsqueda de la densidad óptima. Estudios empíricos volcados al ábaco 2 de la página 42 permiten en función de estas relaciones determinar la cantidad de ripio aparente mínima compatible con ellas cuando los datos son conocidos. Se aplica por lo tanto el valor del módulo de fineza de la arena y del tamaño máximo del ripio (ambos valores iniciales, ya conocidos como propiedades de los áridos utilizados o datos de laboratorio)

Determinar litros netos de ripio (R) en función de Rap y % de huecos del ripio.- Debido a que las incógnitas de la fórmula deben estar establecidas en volúmenes netos, se debe indicar este tipo de valor para el caso ya calculado del ripio en el paso anterior, extrayéndole por lo tanto el porcentaje de huecos (H). H es un dato también previamente conocido como propiedad del ripio mismo o dato de laboratorio) Determinar litros netos de arena (A).- Por tratarse de la última incógnita en la fórmula, por cuanto ya W, a, Cv y R son conocidas, basta con despejarla por simple sustracción desde el total teórico de los 1000 litros = 1m3 . Determinar litros aparentes de arena(Aap) Con la finalidad de obtener un dato complementario de carácter práctico acerca de la cantidad de arena es que se hace necesario llevar también el valor neto a aparente en el caso de la arena, y para ello se le agrega al valor a despejado en el paso anterior, su respectivo porcentaje de huecos (h), valor también conocido de inicio

Cv = Kg cemento / 3,1

ÁBACO 2

[lts] netos ripio = [lts] aparentes ripio(1- H/100)

[lts] netos de arena = 1000 – R – W – a - Cv

[lts] aparentes de arena = [lts] netos de arena / (1-h/100)

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Verificar el peso para el m3 de hormigón calculado en la dosificación, para lo cual si han sido correctamente determinados los valores de sus componentes debe tender a los 2400 Kg/m3.

Para ello se debe sumar los pesos de estos 5 componentes de la fórmula:

- En el caso del agua, el valor en litros coincide con el valor en [Kg] - En el caso del cemento, Cp es un valor conocido por cuanto fue calculado durante el proceso - En el caso del aire, la mínima cantidad que éste significa permite despreciarlo - En los casos de los áridos, su peso puede despejarse a partir de sus volúmenes aparentes,

calculados durante el proceso y de sus respectivas densidades aparentes (d en el caso de la arena y D en el caso del ripio, ya conocidas como datos de inicio).

Establecer cuadro de cifras dosificación teórica:

Componente

Peso Litros netos Litros aparentes

Agua Cemento Arena Ripio Aire Totales

Etapas de obra.- Ajustar cantidad de arena considerando el % de esponjamiento.- Para esto, el esponjamiento debe medirse experimentalmente, y la cantidad de arena debe aumentarse en dicho valor. Ajustar cantidad de agua descontando la contenida en huecos de arena y ripio.- El procedimiento preciso involucra un pesado en seco para despejar por diferencia la humedad contenida. Un procedimiento aproximado, basado en datos empíricos permite en el caso de la arena, estimarla a partir de su esponjamiento y del siguiente ábaco 4 de la página 43

Es muy importante discriminar entre las dos opciones de % de humedad contenida que puedan ocasionar un mismo esponjamiento.

Peso arena = Aap x d Peso ripio = Rap x D

(Aap x d) + (Rap x D) + W + Kg cemento = 2400 [Kg]

45 Establecer cuadro de cifras de dosificación ajustadas en la obra de acuerdo a los dos

últimos pasos previamente descritos Componente

Peso Litros netos Litros aparentes Litros aparentes ajustados

Agua ************* Cemento Arena ************* Ripio Aire Totales

ANTECEDENTES COMPLEMENTARIOS.- Piedra desplazadora: No entra en el cálculo del [m3] de dosificación. Su función es

economía de material consiste en bolones (de más de 10,76 [cm]. de diámetro) intercalados en la masa del hormigón.

Condiciones: Mínimo 15 [cm] del borde y a 15 [cm] entre si, no debe tocar enfierradura, no debe tocar fondo en caso de cimientos.

Emplantillado de cimientos.- Habitualmente es una capa previa de hormigón pobre. Su

función es fraguar previamente para preservar humedad del hormigón definitivo. Puede eventualmente entrar en los m3 calculados de la dosificación si su dosis está prevista como tal. También tiene como función fijar los elementos de la enfierradura previo al hormigonado definitivo.

DOSIFICACIONES TIPO PREESTABLECIDAS.- Se adjuntan a modo ilustrativo, tablas con dosis para diferentes casos de hormigones, difundidas por industrias fabricantes de cemento. Ver tablas en páginas 45 y 46 ANTECEDENTES ESPECÍFICOS SOBRE MORTEROS.- La tecnología de los morteros difiere en algunos aspectos de la de los hormigones, y posee normas específicas. Sin perjuicio de la existencia de métodos de cálculo a partir de principios similares a los de los hormigones, se ha considerado útil adjuntar recomendaciones prácticas de dosis preestablecidas para 4 casos de morteros:

- Estuco interior - Mortero de pega de albañilerías - Estuco exterior - Mortero para afinado de pisos

Ver tablas en página 46 y siguientes

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50Respecto de los ensayos los morteros tienen sus propias modalidades tanto en las etapas previas como en las de verificación. Entre ellas cabe citar: - Cono de Abrams reducido: 5 cm diámetro menor, 10 cm diámetro mayor, 15 cm altura - Ensayos a la compresión y flexión en probetas del mismo tamaño: 5 cm x 5 cm x 20 cm, y comprobaciones a los 7 y 28 días. Los valores en compresión son 30 Kg/cm2 para uso en pega de muros, 80 Kg/ cm2 para radieres y desde 100 Kg/cm2 para elementos estructurales, llegando en este último caso en los niveles superiores hasta valores equivalentes a los de los hormigones a los que pueden reemplazar.

- Ensayos de retracción y /o expansión en probetas especiales. La retracción en los morteros es del orden de 1 mm por cada metro, que es 4 a 5 veces mayor que la de los hormigones. Esto último también es compensable con aditivos expansores.

MORTEROS Y HORMIGONES PREDOSIFICADOS.- La tecnología del predosificado cubre además de todas las opciones de morteros, las variedades de hormigones con árido grueso de diámetro hasta 1cm. Los predosificados están formulados para optimizar diferentes tipos de funciones o propiedades que ingresan al proceso de obra con sus componentes ya incluídos y sólo necesitan agregar la dosis de agua. Incluyen en todos los casos, dosis de substancias activas las que según su incidencia porcentual participan en la categoría de aditivos, o de adiciones. La naturaleza de estas substancias, vinculada a los efectos a producir según cada caso puede ser de origen mineral o de origen sintético. Los predosificados pueden llegar a incluir además los otros tipos de adiciones tales como fibras, fillers, pigmentos, etc. . Se presentan: -En sacos de 25 [Kg]. -En silos de 20 [m3]. La plantas de predosificado son automatizadas e incluyen el correspondiente ciclo de ensayos y el seguimiento del proceso acerca de los productos que entregan, que pueden actualmente bordear una cifra cercana a las 100 variedades.

51La dosis de agua en estos casos también puede experimentar grados de racionalización en su aplicación simplificando el control en obra mediante la combinación de verificaciones de cono de Abrams con humidificadores calibrables incluidos en las válvulas de salida de los silos herméticos. Tipos más habituales de morteros predosificados: a) De endurecimiento superficial b) Autonivelantes (actúan generalmente con aditivos fluidificantes) c) Rápido fraguado (para terminaciones en ubicaciones complejas, cielos, etc.) d) De relleno y restauración (para superficies dañadas o mal terminadas. e) De expansión (para anclajes o similares) f) De impermeabilización g) De adherencia h) Secos i) Proyectables -Estuco manual -Alta presión (schotcrete) j) Hidrofugados para revoque exterior o casos en que se requiera Impermeabilización y

repelencia. k) Para pisos l) Para albañilerías - reforzadas - armadas m) Para pega de enchapes cerámicos RESINAS EPÓXICAS Son compuestos de origen orgánico, termoendurecibles que se han ido incorporando para diversos usos en la construcción, aprovechando sus características y propiedades físicas y químicas. Entre éstas se pueden citar: -Adhesividad con morteros, hormigones, materiales conglomerados en general, y metales -Adhesividad con materiales conglomerados porosos, en estado superficial húmedo. -Baja retracción y rapidez de endurecimiento. -Rangos compatibles de resistencias mecánicas. -Estabilidad química una vez endurecidas. -Impermeabilidad -Aislación eléctrica y térmica En el sistema constructivo del hormigón armado, la participación de estos materiales cubre diversos aspectos (algunos de ellos aparecen desarrollados en otros capítulos). - Anclajes de elementos metálicos (conectores, pernos barras de enfierraduras). - Puentes de adherencia. - Relleno por inyectado en fisuras y grietas delgadas donde las adiciones o mezclas pierden factibilidad. - Relleno de imperfecciones, reparación estructural y gruoting en general en morteros y hormigones. - Endurecimiento superficial. - Preparación de morteros epóxicos. (Para bordes de hormigón, bordes de juntas móviles, zonas de gran exigencia mecánica localizada, refuerzos, etc...)

52 Respecto a este tipo de morteros, se adjuntan algunas propiedades físicas referenciales: - Resistencias mecánicas.- Compresión :600 a 1100[Kg/cm2], traccción:100 a110[Kg/cm2] - % absorción de agua.- 0,05 a 0,3 - Peso específico.- 1700 a 2200 [Kg/m3].

HORMIGONES LIVIANOS Son aquéllos que poseen un peso especifico inferior a 1600 [Kg/m3] = 1,6 [g/m3]. Se pueden obtener por: Agregado o reemplazo parcial (e incluso total) del árido corriente por áridos especiales

más livianos: piedra pómez, arcilla expandida, aserrín, viruta, escorias expandidas, poliestireno expandido.

Incorporación de gas a través de aditivos (celular). Este tipo de hormigones no tiene necesariamente como requisito o propiedad fundamental la resistencia o responsabilidad mecánica del edificio. Precisamente esta resistencia a la comprensión es menor e incluso en algunos casos, despreciable, siendo otras las propiedades que en este caso interesa desarrollar (porosidad interna, transportabilidad y menor peso en prefabricados, capacidad moderada de carga y amortiguación, etc).

Propiedades físicas hormigones livianos Promedio [Kg/m3]

Conductividad térmica [W/mK]

R28= [Kg/cm²]

Hormigón celular 200 a 600 0,09 a 0,25 10 a

100

Hormigón con piedra pómez o arcilla expandida 600 a 1600 0,17 a 0,55 Hormigón con poliestireno expandido 600 a 1400 0,17 a 0,55 Hormigón de arcillas o de aserrín 300 a 600 0,12 a 0,26

Usos: Sobrelosas livianas de cubierta (aislación térmica y pendiente), sobrelosas livianas de entrepiso (control parcial de sonidos a impactos), transportabilidad y/o aislación térmica en paneles, bloques y bovedillas en prefabricados.

EL HORMIGON DE POLIESTIRENO EXPANDIDO.- Granulometría habitual.- (75 % malla Nº 4), (6 % malla Nº 8), ( 0 % malla Nº 16), diámetro copos de 3 a 5 mm. El tamaño máximo del ripio debe ser 10 [mm]. Detalle de usos.- Rellenos pisos y tabiquerías: R28 10 a 20 (Densidad < 650 [Kg/m3] Bloques y paneles R28 40 a 60 (Densidad 700 a 900 [ Kg/m3]) El cono máximo aceptado para este tipo de hormigones en el caso de consistencia tradicional es de 8 [cm], aunque en la actualidad se está formulando también bajo la versión bombeable. Dosificaciones y propiedades habituales.-

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R28 Densidad Agua [litros] Arena [Kg] Cemento [Kg] Litros poliestireno expandido (perlas)

10 450 98 *** 335 1169 20 827 141 *** 470 1099 41 864 226 *** 626 875 7 516 116 129 258 904

12 649 147 245 245 861 31 800 182 242 364 827 39 961 219 365 365 854 50 1159 265 442 442 686 20 704 198 330 165 770

LOS HORMIGONES CELULARES.- Sin perjuicio de los diferentes aditivos espumantes existentes en el mercado, el polvo de aluminio sigue siendo la metodología de mejor rendimiento económico para la fabricación de esta tipología de hormigones livianos. Los primeros ensayos con este material datan de 1914 (Suecia), masificándose progresivamente su uso a partir de la segunda guerra mundial. Al uso más tradicional que implica su dosificado, preparado y vaciado para las sobrelosas, se ha agregado y generalizado la aplicación en los elementos modulados prefabricados, que presentan particulares características, y tecnología de mayor evolución respecto de otros elementos modulares (ladrillos cerámicos, bloques y paneles de hormigón normal vibrado). Propiedades.- Sus densidades van desde los 500 a los 650 [Kg/m3], (aproximadamente entre ¼ y 1/5) respecto del hormigón corriente. Aquello constituye una limitación para su resistencia a la compresión, la que está comprendida entre los 25 y 50 [Kg/cm2] (máximo equivalente a un H-5), cifras que en todo caso son similares a las de los ladrillos arcillosos y permiten un comportamiento estructural compatible con la edificación de 1 y 2 pisos, además de todo tipo de elemento no estructural. Dado su alto grado de porosidad no comunicada, origen de su baja densidad, el material posee características que lo sitúan sin llegar a ser conceptualmente un aislante térmico, en un rango de comportamiento cercano a la madera con una conductividad = 0,16 a 0,21 [W/mK], lo que implica que con espesores compatibles con las requisitos estructurales, está en condiciones de cumplir las normas en ventaja respecto de los ladrillos arcillosos y especialmente respecto del hormigón tradicional. Su grado de porosidad frente a la permeabilidad es asimilable a la de los hormigones típicos, oscilando entre un 4 y u 8% Desde el punto de vista acústico, sus valores de reducción al sonido aéreo para espesores de 15 cm pueden remontarse a los 40 dB en las frecuencias más centrales. Frente al efecto del fuego presenta valores de F-120 en espesores de 10 cm, cifras similares a los ladrillos arcillosos y hormigones, llegando a F-180 en espesores de 15 cm