Dosificación, propiedades y durabilidad en hormigón ...

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS

DOSIFICACIÓN, PROPIEDADES Y DURABILIDAD EN HORMIGÓN AUTOCOMPACTANTE PARA

EDIFICACIÓN

TESIS DOCTORAL

ESTER B. BERMEJO NÚÑEZ Ingeniera de Caminos, Canales y Puertos

Madrid 2009

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL: CONSTRUCCIÓN

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS

DOSIFICACIÓN, PROPIEDADES Y DURABILIDAD EN HORMIGÓN AUTOCOMPACTANTE PARA EDIFICACIÓN

ESTER B. BERMEJO NÚÑEZ Ingeniera de Caminos, Canales y Puertos

DIRECTORES DE TESIS

JAIME C. GÁLVEZ RUIZ Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos

MANUEL FERNÁNDEZ CÁNOVAS Doctor Ingeniero de Construcción

2009

Bermejo Núñez, Ester B.

Madrid, junio de 2009

ISBN‐13: 978‐84‐692‐2388‐8

Tribunal nombrado por el Mgfco. y Excmo. Sr. Rector de la Universidad Politécnica de Madrid, el día ……. de …………………………. de 200….

Presidente:

Vocal:

Vocal:

Vocal:

Secretario:

Suplente:

Suplente:

Realizado el acto de defensa y lectura de la Tesis el día ...... de .......................... de 200…

en la E.T.S. de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de la U.P.M.

Calificación:

EL PRESIDENTE LOS VOCALES

EL SECRETARIO

A mis padres A mis abuelos

AGRADECIMIENTOS

Cuando empecé esta etapa de mi vida hace tres años y medio, siempre supuse que la

redacción de los agradecimientos supondría un punto y seguido en mi vida, donde se

acabaría una larga e importante fase de ella. El resultado es la finalización de esta tesis

doctoral. Durante este tiempo, lleno de altibajos y de dificultades, quiero dar las gracias a

todos los que me habéis apoyado, comprendido y animado de algún modo para que este

trabajo de investigación pueda ver la luz.

En primer lugar, deseo agradecer a los Profesores Jaime C. Gálvez Ruiz y Manuel

Fernández Cánovas, como directores de esta tesis, su gran apoyo recibido así como la

pormenorizada atención con la que han dirigido el desarrollo de la misma. Gracias por el

tiempo dedicado y por los consejos recibidos que no sólo me han ayudado a formarme

profesionalmente.

A la Profesora Amparo Moragues Terrades quisiera agradecerle su ayuda durante el

transcurso de esta tesis doctoral en el aspecto de la durabilidad de los materiales, pero

sobre todo le agradezco sus consejos y tiempo dedicado de una manera desinteresada.

También deseo dar las gracias al Departamento de Ingeniería Estructural del Politecnico

di Milano (Italia), especialmente a los Profesores Marco di Prisco y Liberato Ferrara, así

como, a todo su grupo por la hospitalidad y ayuda recibida durante mi estancia de cuatro

meses allí.

De un modo especial le agradezco a mi antiguo compañero de despacho Omar I. Molina

Bas su desinteresada colaboración y ayuda para la realización de esta tesis, pero por

encima de eso le agradezco nuestras largas conversaciones, consejos y momentos

vividos a lo largo de este tiempo. Gracias por tu tolerancia y amistad.

De igual modo le agradezco especialmente a Felipe Sanz Sanz su ayuda inestimable en

la realización del extenso programa experimental que conlleva este trabajo de

investigación. Gracias por los momentos vividos “codo a codo” en el laboratorio.

El desarrollo de esta tesis no habría sido posible sin el apoyo económico brindado por la

Fundación Agustín de Betancourt y el Ministerio de Educación y Ciencia a través de sus

becas predoctorales concedidas a lo largo de estos años. También deseo agradecer al

Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos por su ayuda económica recibida

para la realización de esta tesis doctoral, al Instituto Español del Cemento y sus

Aplicaciones (IECA) por la financiación parcial de los ensayos y, a los Ministerios de

Educación y Ciencia y de Fomento por las ayudas económicas recibidas a través de los

proyectos BIA2005-09250-C03-03, MFOM 2004/09 y MFOM 01/07.

Agradezco también a todo el personal de la Escuela de Ingenieros de Caminos, Canales

y Puertos de la Universidad Politécnica de Madrid, el apoyo y acogimiento recibido por su

parte desde que comencé a desarrollar mi labor investigadora en este centro, así como

las facilidades prestadas por parte de todos ellos para la realización de este trabajo.

Deseo expresar mi especial agradecimiento al personal de la Biblioteca de dicho centro,

en especial a Concepción García Viñuelas y Carmen Delgado Martín, por su dedicación y

meritoria cooperación.

En el plano personal me gustaría agradecer en primer lugar a mi familia que me ha

acompañado durante este camino pero, sobre todo, a mis padres, Arcadia y Jesús, por su

incondicional apoyo, esfuerzo, preocupaciones, compresión y ayuda recibida en todo

momento. Gracias también a mis abuelos, León y María, por los ánimos recibidos. Y,

especial mención, para mi abuela Lucía por el hueco dejado en este tiempo.

No puedo olvidarme de todas aquellas personas con las que he convivido y que me han

acompañado en esta etapa de mi vida. Gracias especialmente a Beatriz García

Fernández, a David Cendón Franco, a Javier Rodríguez del Viso, a Galit Agranati

Landsberger y a Nilüfer Özyurt. Todos y cada uno de ellos saben lo que os agradezco.

También deseo expresar mi más sentido agradecimiento a todas aquellas personas que

directa o indirectamente modo han contribuido con su apoyo, comentarios, sugerencia y

ayuda en el desarrollo de esta tesis doctoral.

A todos mi más sincera gratitud.

Dosificación, propiedades y durabilidad en hormigón autocompactante para edificación.

i

ÍNDICE DE CONTENIDOS

Listado de figuras ........................................................................................................ vi

Listado de tablas ...................................................................................................... xvii

Resumen ..................................................................................................................... xxi

Abstract .................................................................................................................... xxiii

Capítulo 1. Estado del arte de los hormigones autocompactantes ......................... 1

1.1. Introducción .......................................................................................................... 3 1.1.1. Reseña histórica ............................................................................................ 4 1.1.2. Ventajas del hormigón autocompactante ...................................................... 5 1.1.3. Campos de aplicación ................................................................................... 6 1.1.4. Normativa actual ............................................................................................ 8

1.2. Materiales empleados en la fabricación de hormigones autocompactantes ........ 9 1.2.1. Áridos ............................................................................................................ 9

1.2.1.1. Árido grueso ............................................................................................ 9 1.2.1.2. Arena .................................................................................................... 10 1.2.1.3. Filler mineral ......................................................................................... 10

1.2.2. Cementos .................................................................................................... 11 1.2.3. Adiciones ..................................................................................................... 12

1.2.3.1. Ceniza volante ...................................................................................... 12 1.2.3.2. Humo de sílice ...................................................................................... 13 1.2.3.3. Otras adiciones ..................................................................................... 14

1.2.4. Agua ............................................................................................................ 14 1.2.5. Aditivos ........................................................................................................ 14

1.2.5.1. Superplastificantes ................................................................................ 15 1.2.5.2. Agentes modificadores de viscosidad ................................................... 15

Índice de contenidos.

ii

1.3. Caracterización de los hormigones autocompactantes en estado fresco .......... 16 1.3.1. Propiedades en estado fresco ..................................................................... 16

1.3.1.1. Reología ................................................................................................ 16 1.3.1.2. Capacidad de relleno ............................................................................ 18 1.3.1.3. Capacidad de paso ............................................................................... 18 1.3.1.4. Resistencia a la segregación ................................................................ 19 1.3.1.5. Fiabilidad ............................................................................................... 19 1.3.1.6. Tiempo abierto ...................................................................................... 19

1.3.2. Métodos de ensayos para la caracterización de hormigones autocompactantes ................................................................................................. 19

1.3.2.1. Ensayo de escurrimiento ...................................................................... 20 1.3.2.2. Ensayo de escurrimiento con el anillo japonés ..................................... 22 1.3.2.3. Ensayo de la caja en L .......................................................................... 24 1.3.2.4. Ensayo del embudo en V ...................................................................... 26 1.3.2.5. Otros ensayos ....................................................................................... 27

1.3.3. Exigencias de autocompactabilidad ............................................................ 34

1.4. Métodos de dosificación ..................................................................................... 37 1.4.1. Introducción ................................................................................................. 37 1.4.2. Métodos de dosificación del hormigón autocompactante ............................ 38

1.4.2.1. Ensayos previos sobre pasta y morteros .............................................. 38 1.4.2.2. Método de dosificación CBI .................................................................. 41 1.4.2.3. Método de dosificación LCPC ............................................................... 41 1.4.2.4. Método general de dosificación ............................................................ 42 1.4.2.5. Métodos de dosificación basados en el método general ...................... 42 1.4.2.6. Método de dosificación JSCE ............................................................... 44 1.4.2.7. Método de dosificación UPC ................................................................. 45 1.4.2.8. Método de dosificación EFNARC ......................................................... 46 1.4.2.9. Método de dosificación ACI .................................................................. 47

1.4.3. Composición orientativa de la mezcla ......................................................... 48 1.4.4. Designación del hormigón autocompactante .............................................. 51

1.5. Caracterización de los hormigones autocompactantes en estado endurecido .. 54 1.5.1. Resistencia a compresión ........................................................................... 54 1.5.2. Resistencia a tracción indirecta ................................................................... 55 1.5.3. Módulo de elasticidad .................................................................................. 56 1.5.4. Retracción ................................................................................................... 57 1.5.5. Fluencia ....................................................................................................... 60

1.6. Durabilidad de hormigones autocompactantes .................................................. 62 1.6.1. Microestructura e hidratación del hormigón autocompactante .................... 62 1.6.2. Mecanismos de transporte .......................................................................... 65 1.6.3. Mecanismos de degradación ....................................................................... 67

1.6.3.1. Carbonatación ....................................................................................... 67 1.6.3.2. Penetración del ión cloruro ................................................................... 67 1.6.3.3. Ataque por sulfatos ............................................................................... 68 1.6.3.4. Ataque por ácidos y álcalis ................................................................... 69 1.6.3.5. Reacción árido-álcali ............................................................................. 69 1.6.3.6. Hielo-deshielo ....................................................................................... 70


iii

1.6.4. Resistencia al fuego .................................................................................... 71

1.7. Consideraciones finales ..................................................................................... 72

Capítulo 2. Objetivos .................................................................................................. 75

Capítulo 3. Dosificación y caracterización del hormigón autocompactante ........ 81

3.1. Introducción ........................................................................................................ 83

3.2. Criterios de diseño ............................................................................................. 83

3.3. Materiales empleados ........................................................................................ 84 3.3.1. Áridos .......................................................................................................... 84 3.3.2. Cemento ...................................................................................................... 86 3.3.3. Adición ......................................................................................................... 87 3.3.4. Agua ............................................................................................................ 87 3.3.5. Aditivo .......................................................................................................... 87

3.4. Descripción de los ensayos ............................................................................... 88 3.4.1. Proceso de fabricación del hormigón autocompactante .............................. 88 3.4.2. Tipo de probetas .......................................................................................... 90 3.4.3. Ensayos en estado fresco ........................................................................... 90

3.4.3.1. Ensayo de extensión de flujo ................................................................ 92 3.4.3.2. Ensayo de la caja en L .......................................................................... 92 3.4.3.3. Ensayo del embudo en V ...................................................................... 93

3.4.4. Ensayos en estado endurecido ................................................................... 93 3.3.4.1. Ensayo de resistencia a compresión .................................................... 93 3.3.4.2. Ensayo de módulo de elasticidad a compresión ................................... 94 3.3.4.3. Ensayo de resistencia a tracción .......................................................... 96 3.3.4.4. Ensayo de fluencia y retracción ............................................................ 97

3.5. Resultados ....................................................................................................... 101 3.5.1. Dosificaciones adoptadas .......................................................................... 101 3.5.2. Resultados de los ensayos en estado fresco ............................................ 103 3.5.3. Resultados de los ensayos en estado endurecido .................................... 104

3.5.3.1. Ensayo de resistencia a compresión .................................................. 104 3.5.3.2. Ensayo de módulo de elasticidad a compresión ................................. 106 3.5.3.3. Ensayo de resistencia a tracción indirecta .......................................... 109 3.5.3.4. Ensayo de fluencia y retracción .......................................................... 112

Capítulo 4. Caracterización del mortero y la pasta de cemento .......................... 117

4.1. Introducción ...................................................................................................... 119

4.24. Materiales empleados .................................................................................... 119 4.2.1. Arena normalizada .................................................................................... 119 4.2.2. Cemento .................................................................................................... 120 4.2.3. Adición ....................................................................................................... 120 4.2.4. Agua .......................................................................................................... 120

4.3. Mortero ............................................................................................................. 120


iv

4.3.1. Fabricación de las probetas de mortero .................................................... 120 4.3.2. Determinación de resistencias mecánicas ................................................ 123

4.3.2.1. Ensayo de resistencia a flexotracción ................................................. 123 4.3.2.2. Ensayo de resistencia a compresión .................................................. 124

4.4. Pasta ................................................................................................................ 125 4.4.1. Ensayo de consistencia normal ................................................................. 125 4.4.2. Ensayo de tiempo de fraguado .................................................................. 128 4.4.3. Ensayo de estabilidad de volumen ............................................................ 128

4.5. Resultados ....................................................................................................... 131 4.5.1. Mortero ...................................................................................................... 131

4.5.1.1. Dosificaciones de las probetas de mortero ......................................... 131 4.5.1.2. Ensayo de resistencia a flexotracción ................................................. 132 4.5.1.3. Ensayo de resistencia a compresión .................................................. 131

4.5.2. Pasta ......................................................................................................... 138 4.5.2.1. Ensayo de consistencia normal .......................................................... 138 4.5.2.2. Ensayo de tiempo de fraguado ........................................................... 139 4.5.2.3. Ensayo de estabilidad de volumen ..................................................... 142

Capítulo 5. Ensayos de durabilidad del hormigón autocompactante ................. 143

5.1. Introducción ...................................................................................................... 145

5.2. Descripción de los ensayos ............................................................................. 145 5.2.1. Ensayo de penetración de agua bajo presión ........................................... 145 5.2.2. Ensayo de penetración del ión cloruro ...................................................... 148 5.2.3. Ensayo de carbonatación acelerada ......................................................... 151 5.2.4. Porosimetría por intrusión de mercurio ..................................................... 154 5.2.5. Análisis térmico (ATD/TG) ......................................................................... 158 5.2.6. Rayos-X ..................................................................................................... 163

5.3. Resultados ....................................................................................................... 163 5.3.1. Ensayo de penetración de agua bajo presión ........................................... 163 5.3.2. Ensayo de penetración del ión cloruro ...................................................... 164 5.3.3. Ensayo de carbonatación acelerada ......................................................... 167 5.3.4. Porosimetría por intrusión de mercurio ..................................................... 172 5.3.5. Análisis térmico (ATD/TG) ......................................................................... 177 5.3.6. Rayos-X ..................................................................................................... 184

Capítulo 6. Discusión de resultados ....................................................................... 185

6.1. Introducción ...................................................................................................... 189

6.2. Morteros ........................................................................................................... 189 6.2.1. Dosificaciones ........................................................................................... 189 6.2.2. Propiedades mecánicas ............................................................................ 190

6.3. Pastas .............................................................................................................. 192 6.3.1. Ensayo de consistencia normal ................................................................. 191 6.3.2. Ensayo de tiempo de fraguado .................................................................. 192 6.3.3. Ensayo de estabilidad de volumen ............................................................ 193


v

6.4. Hormigones autocompactantes ....................................................................... 193 6.4.1. Dosificaciones ........................................................................................... 193 6.4.2. Estado fresco ............................................................................................. 195 6.4.3. Estado endurecido ..................................................................................... 195

6.4.3.1. Propiedades mecánicas ...................................................................... 195 6.4.3.2. Retracción ........................................................................................... 199 6.4.3.3. Fluencia .............................................................................................. 203

6.4.4. Durabilidad y microestructura .................................................................... 209 6.4.4.1. Hormigones 2 y 3 ................................................................................ 210 6.4.4.2. Hormigones 2, 3 y 8 ............................................................................ 213 6.4.4.3. Hormigones 1 y 5 ................................................................................ 218 6.4.4.4. Hormigones 4 y 5 ................................................................................ 219 6.4.4.5. Hormigones 4 y 6 ................................................................................ 222 6.4.4.6. Hormigones 4 y 7 ................................................................................ 225 6.4.4.7. Resumen ............................................................................................. 227

Capítulo 7. Conclusiones y futuras líneas de investigación ................................ 233

7.1. Introducción ...................................................................................................... 235

7.2. Introduction ...................................................................................................... 235

7.3. Conclusiones .................................................................................................... 235 7.3.1. Morteros .................................................................................................... 236 7.3.2. Pastas ........................................................................................................ 236 7.3.3. Hormigones autocompactantes ................................................................. 237

7.4. Conclusions ...................................................................................................... 240 7.4.1. Mortars ...................................................................................................... 240 7.4.2. Pastes ........................................................................................................ 240 7.4.3. Self-compacting concretes ........................................................................ 241

7.5. Futuras líneas de investigación ........................................................................ 244

Capítulo 8. Referencias y normas ........................................................................... 245

8.1. Referencias ...................................................................................................... 247 8.2. Normas ............................................................................................................. 261

Anejos

Anejo 1. Resultados de los ensayos de hormigón fresco de las dosificaciones de prueba con los cementos estudiados ......................................................................... 265

Anejo 2. Resultados de los ensayos de hormigón fresco para las dosificaciones adoptadas ................................................................................................................... 347

Anejo 3. Resultados de los ensayos de hormigón endurecido de las dosificaciones adoptadas ................................................................................................................... 359

Anejo 4. Resultados de los ensayos de mortero de las dosificaciones de prueba ..... 371


vi

Anejo 5. Resultados de los ensayos de mortero para las dosificaciones adoptadas . 385

Anejo 6. Digitalización de la huella de la marca de agua resultante del ensayo de penetración de agua bajo presión para cada hormigón estudiado ............................. 397

Anejo 7. Digitalización de la huella de la marca de carbonatación resultante del ensayo de carbonatación acelerada para cada hormigón estudiado ...................................... 415

Anejo 8. Gráficos de ATD y TG de cada hormigón estudiado .................................... 465

Anejo 9. Difragtogramas (rayos-x) para los hormigones estudiados .......................... 483

Anejo 10. Fotografías de los ensayos de hormigón fresco correspondientes a las dosificaciones adoptadas para cada cemento. ........................................................... 487

Anejo 11. Fotografías de la sección longitudinal de cada probeta tras el ensayo de penetración de agua bajo presión para cada dosificación estudiada ......................... 499

Anejo 12. Fotografías de la sección transversal de cada probeta tras el ensayo de carbonatación acelerada para cada dosificación estudiada ....................................... 509


vii

LISTADO DE FIGURAS

Figura 1.1. Curvas de flujos correspondientes a los de modelos de Bingham y Newton

(Skarendahl et al., 2000). ......................................................................................... 17

Figura 1.2. Curvas de flujo de un hormigón autocompactante (HAC), de un hormigón

convencional (HC) y un hormigón de alta resistencia (HAR) (ACHE, 2008). .......... 18

Figura 1.3. Mecanismo de bloqueo (Skarendahl et al., 2000). ..................................... 19

Figura 1.4. Dimensiones y montaje del ensayo de escurrimiento (De Schutter et al.,

2008). ....................................................................................................................... 20

Figura 1.6. Aspecto de un hormigón autocompactante donde se ha producido

segregación del árido grueso en el centro y de pérdida de agua en el frente de

avance del ensayo. .................................................................................................. 22

Figura 1.7. Dimensiones básicas y montaje del ensayo de escurrimiento con anillo

japonés. (De Schutter et al., 2008). ......................................................................... 22

Figura 1.8. Configuración de las barras en el anillo J: a) tamaño máximo de árido ≤ 20

mm, y b) tamaño máximo de árido > 20 mm (ACHE, 2008). ................................... 23

Figura 1.9. Determinación de las alturas H1 y H2 (ACHE, 2008). ................................ 24

Figura 1.10. Configuración de la caja en L: a) vista general del molde, b) planta, c)

disposición de las barras para un tamaño máximo de árido ≤ 20 mm, y d)

disposición de las barras para un tamaño máximo de árido > 20 mm (ACHE, 2008).

................................................................................................................................. 25

Figura 1.11. Determinación de las alturas H1 y H2 (ACHE, 2008). .............................. 25

Listado de figuras.

viii

Figura 1.12. Resultado final del ensayo de la caja en L: a) hormigón autocompactante

que presenta bloqueo, y b) hormigón autocompactante con una capacidad de paso

adecuada. ................................................................................................................ 26

Figura 1.13. Dimensiones del embudo en V (ACHE, 2008). ........................................ 27

Figura 1.14. Configuración de la caja en U: a) vista general del molde, y b) vista de uno

de los laterales con el lado descubierto (ACHE, 2008). ........................................... 28

Figura 1.15. Ensayo de la Caja en U (Skarendahl et al., 2000). .................................. 28

Figura 1.16. Dimensiones del ensayo de Orimet (en mm). El diámetro del orificio varía

de 600 mm para morteros a 90 mm para áridos cuyo tamaño máximo es 25 mm,

pero el diámetro común es 80 mm. (De Schutter et al., 2008). ............................... 29

Figura 1.17. Ensayo de la caja de relleno: a) aparato original, y b) aparato modificado.

(Skarendahl et al., 2000). ......................................................................................... 29

Figura 1.18. Dimensiones del equipo del ensayo de columna (ASTM C1610/C1610M-

06a; ACHE, 2008). ................................................................................................... 31

Figura 1.19. Dimensiones del equipo del ensayo de tubo-U (ACHE, 2008). ................ 32

Figura 1.20. Imágenes de la realización del ensayo de Tubo-U (ACHE, 2008). .......... 32

Figura 1.21. Ensayo de estabilidad con tamiz (De Schutter et al., 2008). .................... 33

Figura 1.22. Ensayo del flujo vertical (Skarendahl et al., 2000). .................................. 33

Figura 1.23. Dimensiones de la caja para el ensayo de control al 100% (Okamura et

al., 2000; ACHE, 2008). ........................................................................................... 34

Figura 1.24. Ensayo de control al 100%: a) antes de la realización del ensayo, y b)

detalle del flujo del hormigón a través de la caja. (Skarendahl et al., 2000). ........... 34

Figura 1.25. Ensayo de flujo de mortero (Skarendahl et al., 2000). ............................. 39

Figura 1.26. Ensayo de embudo en V de mortero (Skarendahl et al., 2000). .............. 39

Figura 1.27. Cono de Marsh (Gettu et al., 2003; ACHE, 2008). ................................... 40

Figura 1.28. Mini-cono (Kantro, 1980; Gettu et al., 2003; ACHE, 2008). ..................... 40

Figura 1.29. Esquema del método de dosificación UPC (Gomes et al., 2001; ACHE,

2008). ....................................................................................................................... 46

Figura 1.30. Dosificación de un hormigón autocompactante de resistencias medias

(Gettu et al., 2003, 2004a). ...................................................................................... 50

Figura 1.31. Dosificación de un hormigón autocompactante de alta resistencia (Gettu

et al., 2003, 2004a). ................................................................................................. 50

Figura 1.32. Clasificación propuesta por Walraven (Walraven, 2003; ACHE, 2008). .. 52

Figura 1.33. Diagrama de la estructura de poros en el hormigón (Mehta et al., 2005). 63

Figura 1.34. Diagrama para la obtención de hormigón autocompactante (Skarendhl et

al., 2000). ................................................................................................................. 72


ix

Figura 3.1. Curva granulométrica de la arena. ............................................................. 84

Figura 3.2. Curva granulométrica de la grava original. ................................................. 85

Figura 3.3. Curva granulométrica de la grava tamizada. .............................................. 86

Figura 3.4. Proceso de fabricación del hormigón autocompactante: a) grava pesada

preparada para su incorporación en la amasadora; b) adición de agua con aditivo a

la amasadora, y c) amasado en la amasadora. ....................................................... 89

Figura 3.5. Ensayos en estado fresco: a) llenado del cono para el ensayo de extensión

de flujo; b) hormigón extendido al final del ensayo de extensión de flujo; c) resultado

final del ensayo de la caja en L, y d) llenado del embudo en V para dicho ensayo. 91

Figura 3.6. Ensayos de resistencia a compresión y módulo de elasticidad a

compresión: a) proceso de refrentado de las probetas; b) probeta refrentada; c)

probeta preparada para ensayarse; d) probeta rota tras finalizar el ensayo de

resistencia a compresión y e-f) ensayo para la medida del módulo de elasticidad a

compresión. ............................................................................................................. 95

Figura 3.7. Ensayo de resistencia a tracción indirecta: a) probeta preparada para el

ensayo; b) resultado final tras el ensayo, y c) imagen de una de las dos mitades de

probeta resultantes. ................................................................................................. 97

Figura 3.8. Ensayo de retracción y fluencia: a) probetas de fluencia en el bastidor; b)

probeta de retracción; c) rótula del bastidor empleado; d) placas rectificadas de

acero para garantizar la planeidad y paralelismo de las bases de las probetas; e)

reloj comparador mecánico DEMEC con el que se hacían las medidas, y f) gato

hidráulico para dar carga a las probetas durante el ensayo y así mantenerlas en

carga constante. ...................................................................................................... 98

Figura 3.9. Resistencia a compresión. Cemento: I 42,5 R/SR. Adición: ceniza volante.

............................................................................................................................... 104

Figura 3.10. Resistencia a compresión. Cemento: CEM II/A-V 42,5 N. Adición: filler

calizo. ..................................................................................................................... 104

Figura 3.11. Resistencia a compresión. Cemento: CEM II/A-V 42,5 R. Adición: filler

calizo. ..................................................................................................................... 104

Figura 3.12. Resistencia a compresión. Cemento: CEM I 42,5 R. Adición: filler calizo.

............................................................................................................................... 104

Figura 3.13. Resistencia a compresión. Cemento: I 42,5 R/SR. Adición: filler calizo. 105

Figura 3.14. Resistencia a compresión. Cemento: CEM II/A-S 42,5 N. Adición: filler

calizo. ..................................................................................................................... 105

Figura 3.15. Resistencia a compresión. Cemento: BL II/A-L 42,5 R. Adición: filler

calizo. ..................................................................................................................... 105

Listado de figuras.

x

Figura 3.16. Resistencia a compresión. Cemento: CEM II/A-P 42,5 R. Adición: filler

calizo. ..................................................................................................................... 105

Figura 3.17. Resistencia a compresión. Cemento: CEM II/B-L 32,5 N. Adición: filler

calizo. ..................................................................................................................... 105

Figura 3.18. Comparación de la resistencia a compresión. ........................................ 106

Figura 3.19. Módulo de elasticidad a compresión. Cemento: I 42,5 R/SR. Adición:

ceniza volante. ....................................................................................................... 107

Figura 3.20. Módulo de elasticidad a compresión. Cemento: CEM II/A-V 42,5 N.

Adición: filler calizo. ............................................................................................... 107

Figura 3.21. Módulo de elasticidad a compresión. Cemento: CEM II/A-V 42,5 R.


Figura 3.22. Módulo de elasticidad a compresión. Cemento: CEM I 42,5 R. Adición:

filler calizo. ............................................................................................................. 107

Figura 3.23. Módulo de elasticidad a compresión. Cemento: I 42,5 R/SR. Adición: filler

calizo. ..................................................................................................................... 107

Figura 3.24. Módulo de elasticidad a compresión. Cemento: CEM II/A-S 42,5 N.


Figura 3.25. Módulo de elasticidad a compresión. Cemento: BL II/A-L 42,5 R. Adición:

filler calizo. ............................................................................................................. 108

Figura 3.26. Módulo de elasticidad a compresión. Cemento: CEM II/A-P 42,5 R.


Figura 3.27. Módulo de elasticidad a compresión. Cemento: CEM II/B-L 32,5 N.


Figura 3.28. Comparación del módulo de elasticidad a compresión. ......................... 109

Figura 3.29. Resistencia a tracción indirecta. Cemento: I 42,5 R/SR. Adición: ceniza

volante. .................................................................................................................. 110

Figura 3.30. Resistencia a tracción indirecta. Cemento: CEM II/A-V 42,5 N. Adición:

filler calizo. ............................................................................................................. 110

Figura 3.31. Resistencia a tracción indirecta. Cemento: CEM II/A-V 42,5 R. Adición:

filler calizo. ............................................................................................................. 110

Figura 3.32. Resistencia a tracción indirecta. Cemento: CEM I 42,5 R. Adición: filler

calizo. ..................................................................................................................... 110

Figura 3.33. Resistencia a tracción indirecta. Cemento: I 42,5 R/SR. Adición: filler

calizo. ..................................................................................................................... 110

Figura 3.34. Resistencia a tracción indirecta. Cemento: CEM II/A-S 42,5 N. Adición:

filler calizo. ............................................................................................................. 110


xi

Figura 3.35. Resistencia a tracción indirecta. Cemento: BL II/A-L 42,5 R. Adición: filler

calizo. ..................................................................................................................... 111

Figura 3.36. Resistencia a tracción indirecta. Cemento: CEM II/A-P 42,5 R. Adición:

filler calizo. ............................................................................................................. 111

Figura 3.37. Resistencia a tracción indirecta. Cemento: CEM II/B-L 32,5 N. Adición:

filler calizo. ............................................................................................................. 111

Figura 3.38. Comparación de la resistencia a tracción indirecta. ............................... 112

Figura 3.39. Ensayo de fluencia y retracción: Registro de la temperatura durante el

ensayo. .................................................................................................................. 113

Figura 3.40. Ensayo de fluencia y retracción: Registro de la humedad durante el

ensayo. .................................................................................................................. 113

Figura 3.41. Deformación diferida total. ...................................................................... 113

Figura 3.42. Deformación por fluencia. ....................................................................... 113

Figura 3.43. Retracción medida en la probeta C. ....................................................... 113

Figura 3.44. Coeficiente de fluencia. .......................................................................... 113

Figura 3.45. Ensayo de fluencia y retracción: ............................................................. 114

Registro de la temperatura durante el ensayo. ........................................................... 114

Figura 3.46. Ensayo de fluencia y retracción: Registro de la humedad durante el

ensayo. .................................................................................................................. 114









Figura 3.55. Comparación de la deformación diferida total. ....................................... 116

Figura 3.56. Comparación de la deformación por fluencia. ........................................ 116

Figura 3.57. Comparación de la retracción. ................................................................ 116


Figura 4.1. Preparación de las probetas de mortero: a) pesado de la arena

normalizada; b) pesado de la adición (en este caso, filler calizo); c) amasadora

planetaria de dos velocidades para mortero; d) agua, cemento y adición antes del

amasado; e) mortero amasado, y f) moldes en la compactadora. ......................... 122

Listado de figuras.

xii

Figura 4.1. (Continuación) g) probetas de mortero compactadas y enrasadas, y h) seis

probetas de cada tipo de mortero una vez acabadas. ........................................... 123

Figura 4.2. Ensayo de resistencia a flexotracción: a) probetas prismáticas antes del

ensayo; b) probeta durante el ensayo; c) probeta rota tras el ensayo, y d) dos

mitades resultantes del ensayo. ............................................................................ 124

Figura 4.3. Ensayo de resistencia a compresión: a) probeta semi-prismática durante el

ensayo; b) probeta rota tras el ensayo a 2 días, y c) probeta rota tras el ensayo a 28

días. ....................................................................................................................... 125

Figura 4.4. Ensayo de determinación del agua de consistencia normal: a) equipo de

Vicat manual; b) inicio del ensayo de consistencia normal; c) fin del ensayo de

consistencia normal, y d) detalle de la sonda penetrando en la pasta. ................. 127

Figura 4.5. Ensayo de determinación del tiempo de principio y final de fraguado: a)

aparato de aguja Vicat automático; b) detalle de penetración de la aguja en la pasta;

c) pasta en el instante correspondiente al tiempo de inicio de fraguado, y d) pasta

una vez finalizado el ensayo. ................................................................................. 129

Figura 4.6. Ensayo de estabilidad de volumen: a) molde de Le Chatelier; b) llenado del

molde de Le Chatelier; c) molde tras el ensayo con las agujas separadas; d)

conjunto preparado para su introducción en el baño, y e) vista del baño termostático

con los moldes en su interior. ................................................................................ 130

Figura 4.7. Resistencia a flexotracción. Cemento: CEM I 42,5 R. Adición: filler calizo.

............................................................................................................................... 133

Figura 4.8. Resistencia a flexotracción. Cemento: I 42,5 R/SR. Adición: ceniza volante.

............................................................................................................................... 133

Figura 4.9. Resistencia a flexotracción. Cemento: I 42,5 R/SR. Adición: filler calizo. 133

Figura 4.10. Resistencia a flexotracción. Cemento: CEM II/A-V 42,5 R. Adición: filler

calizo. ..................................................................................................................... 133

Figura 4.11. Resistencia a flexotracción. Cemento: CEM II/A-V 42,5 N. Adición: filler

calizo. ..................................................................................................................... 133

Figura 4.12. Resistencia a flexotracción. Cemento: CEM II/A-S 42,5 N. Adición: filler

calizo. ..................................................................................................................... 133

Figura 4.13. Resistencia a flexotracción. Cemento: CEM II/A-P 42,5 R. Adición: filler

calizo. ..................................................................................................................... 134

Figura 4.14. Resistencia a flexotracción. Cemento: CEM II/B-L 32,5 N. Adición: filler

calizo. ..................................................................................................................... 134

Figura 4.15. Resistencia a flexotracción. Cemento: BL II/A-L 42,5R. Adición: filler

calizo. ..................................................................................................................... 134

Figura 4.16. Comparación de la resistencia a flexotracción. ...................................... 135


xiii

Figura 4.17. Resistencia a compresión. Cemento: CEM I 42,5 R. Adición: filler calizo.

............................................................................................................................... 135

Figura 4.18. Resistencia a compresión. Cemento: I 42,5 R/SR. Adición: ceniza volante.

............................................................................................................................... 135

Figura 4.19. Resistencia a compresión. Cemento: I 42,5 R/SR. Adición: filler calizo. 136

Figura 4.20. Resistencia a compresión. Cemento: CEM II/A-V 42,5 R. Adición: filler

calizo. ..................................................................................................................... 136

Figura 4.21. Resistencia a compresión. Cemento: CEM II/A-V 42,5 N. Adición: filler

calizo. ..................................................................................................................... 136

Figura 4.22. Resistencia a compresión. Cemento: CEM II/A-S 42,5 N. Adición: filler

calizo. ..................................................................................................................... 136

Figura 4.23. Resistencia a compresión. Cemento: CEM II/A-P 42,5 R. Adición: filler

calizo. ..................................................................................................................... 136

Figura 4.24. Resistencia a compresión. Cemento: CEM II/B-L 32,5 N. Adición: filler

calizo. ..................................................................................................................... 136

Figura 4.25. Resistencia a compresión. Cemento: ..................................................... 137

BL II/A-L 42,5 R. Adición: filler calizo. .................................................................... 137

Figura 4.26. Comparación de la resistencia a compresión. ........................................ 137

Figura 4.27. Ensayo de fraguado. Cemento: CEM I 42,5 R. ...................................... 140

Figura 4.28. Ensayo de fraguado. Cemento: I 42,5 R/SR. ......................................... 140

Figura 4.29. Ensayo de fraguado. Cemento: CEM II/A-V 42,5 R. .............................. 140

Figura 4.30. Ensayo de fraguado. Cemento: CEM II/A-V 42,5 N. .............................. 140

Figura 4.31. Ensayo de fraguado. Cemento: CEM II/A-S 42,5 N. .............................. 141

Figura 4.32. Ensayo de fraguado. Cemento: CEM II/A-P 42,5 R. .............................. 141

Figura 4.33. Ensayo de fraguado. Cemento: CEM II/B-L 32,5 N. ............................... 141

Figura 4.34. Ensayo de fraguado. Cemento: BL II/A-L 42,5 R. .................................. 141

Figura 5.1. Ensayo de penetración de agua a presión: a) equipo con las probetas

preparadas para ensayar; b) detalle de la probeta durante el ensayo; c) ensayo de

tracción indirecta; d) probeta rota para la medida de la profundidad del agua y e)

muestra del perfil de humedad de la probeta......................................................... 147

Figura 5.2. Ensayo de penetración del ión cloruro: a) probeta para ensayar después de

aplicarle la resina; b) probeta para ensayar después de cortar una loncha de 1 cm;

c) taladro de columna; d) medición de la profundidad en la probeta; e) recogida de

muestra y f) valorador con electrodo potenciométrico. .......................................... 149

Figura 5.3. Función de error de Gauss ( )erf w . ......................................................... 151

Listado de figuras.

xiv

Figura 5.4. Ensayo de carbonatación acelerada: a) cámara empleada para la

realización del ensayo; b) equipo de medida de temperatura y humedad; c) medidor

de CO2; d) cortadora y e) muestra en la que se observa la zona carbonatada tras la

aplicación del indicador. ......................................................................................... 153

Figura 5.5. Ensayo de porosimetría por intrusión de mercurio: a) porosímetro; b)

cortadora; c) ubicación de las cuatro lonchas cortadas en la probeta; d) muestra; e)

sistema de gasificación; f) penetrómetro en la cámara de alta presión; g) muestra

introducida en el penetrómetro y h) penetrómetro junto con la muestra y el mercurio.

............................................................................................................................... 155

Figura 5.6. Ensayo de análisis térmico: a) ubicación de la loncha cortada en la probeta;

b) trituradora; c) loncha triturada; d) molino de mortero de ágata; e) loncha molida y

f) tamizado de la loncha molida. ............................................................................ 159

Figura 5.6. (Continuación) Ensayo de análisis térmico: g) pesado de la muestra; h)

muestra en 2-Propanol; i) vista general del equipo de análisis térmico y j) detalle del

equipo de análisis térmico. .................................................................................... 160

Figura 5.7. Ensayo de difusión de cloruros: Variación del porcentaje de cloruros. .... 165



Figura 5.10. Ensayo de difusión de cloruros: Variación del porcentaje de cloruros. .. 166





Figura 5.15. Ensayo de carbonatación acelerada: Profundidad máxima. .................. 168









Figura 5.24. Ensayo de carbonatación acelerada: Profundidad media. ..................... 170






xv





Figura 5.33. Logaritmo de la intrusión diferencial del hormigón 1. ............................. 173








Figura 5.41. Volumen de intrusión acumulada del hormigón 1. ................................. 174








Figura 5.49. Pérdida de agua de hidratación en el hormigón 1. ................................. 178








Figura 5.57. Comparación de la pérdida de agua de hidratación. .............................. 179

Figura 5.58. Contenido de hidróxido de calcio (Ca(OH)2) en el hormigón 1. .............. 180








Listado de figuras.

xvi

Figura 5.66. Comparación del contenido de hidróxido de calcio (Ca(OH)2). .............. 181

Figura 5.67. Grado de hidratación en el hormigón 1. ................................................. 182








Figura 5.75. Comparación del grado de hidratación. .................................................. 183

Figura 5.76. Difractograma del hormigón 1 para la profundidad 1. ............................ 184




Figura 6.1. Comparación de la retracción en el hormigón 4 con los modelos de cálculo.

............................................................................................................................... 201


............................................................................................................................... 201


............................................................................................................................... 202

Figura 6.4. Comparación de la deformación por fluencia en el hormigón 4 con los

modelos de cálculo. ............................................................................................... 205





Figura 6.7. Comparación del coeficiente de fluencia en el hormigón 4 con los modelos

de cálculo. .............................................................................................................. 206


de cálculo. .............................................................................................................. 207


de cálculo. .............................................................................................................. 207


xvii

LISTADO DE TABLAS

Tabla 1.1. Granulometría del filler mineral. ................................................................... 11

Tabla 1.2. Rango admisible de los ensayos normalizados (Instrucción EHE-08). ....... 35

Tabla 1.3. Rango admisible de los ensayos no normalizados (ACHE, 2008). ............. 36

Tabla 1.4. Parámetros de los ensayos en estado fresco (EFNARC, 2002). ................ 36

Tabla 1.5. Rangos propuestos por Domone et al. (1999). ............................................ 44

Tabla 1.6. Valores de ensayos propuestos por University College London (Skarendahl

et al., 2000). ........................................................................................................... 44

Tabla 1.7. Sugerencia del contenido de finos de la ACI (ACI, 2007). .......................... 47

Tabla 1.8. Valores recomendados para la dosificación de un hormigón

autocompactante según la ACI (ACI, 2007). ......................................................... 48

Tabla 1.9. Rangos típicos para la dosificación de un hormigón autocompactante según

la Instrucción EHE-08 (ACHE, 2008). ................................................................... 49

Tabla 1.10. Rangos típicos para la dosificación de un hormigón autocompactante

según EFNARC (EFNARC, 2002). ........................................................................ 49

Tabla 1.11. Clasificación de autocompactabilidad en función del ensayo de

escurrimiento (Instrucción EHE-08). ...................................................................... 51

Tabla 1.12. Clasificación de autocompactabilidad en función del ensayo del embudo en

V (Instrucción EHE-08). ......................................................................................... 51

Tabla 1.13. Clasificación de autocompactabilidad en función de la resistencia al

bloqueo (Instrucción EHE-08). .............................................................................. 52

Listado de tablas.

xviii

Tabla 1.14. Clasificación europea en función del ensayo de escurrimiento (df)

(EFNARC, 2002). .................................................................................................. 53

Tabla 1.15. Clasificación europea en función del ensayo de escurrimiento (T500)

(EFNARC, 2002). .................................................................................................. 53

Tabla 1.16. Clasificación europea en función del ensayo del embudo en V (TV)

(EFNARC, 2002). .................................................................................................. 53

Tabla 1.17. Clasificación europea en función del ensayo de la caja en L (cbl) (EFNARC,

2002). .................................................................................................................... 53

Tabla 1.18. Clasificación europea en función de la resistencia de segregación

(EFNARC, 2002). .................................................................................................. 54

Tabla 3.1. Características del ensayo de fluencia para los tres hormigones estudiados.

............................................................................................................................. 100

Tabla 3.2. Dosificaciones de los hormigones autocompactantes propuestas con cada

cemento estudiado (para 1 m3 de hormigón). ..................................................... 102

Tabla 3.3. Resultados de los ensayos de hormigón fresco para las dosificaciones

adoptadas con cada uno de los cementos estudiados. ....................................... 103

Tabla 4.1. Dosificaciones de los morteros propuestas para los ensayos mecánicos de

cada cemento más la adición estudiado. ............................................................ 132

Tabla 4.2. Resultados del agua de consistencia normal. ........................................... 138

Tabla 4.3. Resultados del ensayo de tiempo de fraguado. ........................................ 139

Tabla 4.4. Resultados del ensayo de estabilidad de volumen. ................................... 142

Tabla 5.1. Identificación de los productos hidratados según el rango de temperaturas

(Rivera, 2004). ..................................................................................................... 161

Tabla 5.2. Profundidad máxima de penetración del agua para cada uno de los

hormigones estudiados. ...................................................................................... 164

Tabla 5.3. Profundidad media de penetración del agua para cada uno de los


Tabla 5.4. Coeficiente efectivo de transporte de Cl- (x10-8 mm2/s) de cada uno de los


Tabla 5.5. Velocidad de carbonatación (mm/días1/2) para cada uno de los hormigones

estudiados. .......................................................................................................... 168

Tabla 5.6. Parámetros obtenidos en el ensayo de porosimetría por intrusión de

mercurio para cada uno de los hormigones estudiados. ..................................... 176

Tabla 6.1. Comparación del módulo de elasticidad obtenido experimentalmente con el

calculado teóricamente según la Instrucción EHE-08, a la edad de 28 días. ..... 198


xix

Tabla 6.2. Comparación de la resistencia a tracción indirecta obtenida

experimentalmente con la calculada teóricamente según la Instrucción EHE-08, a

la edad de 28 días. .............................................................................................. 199

Tabla 6.3. Resultados obtenidos en el ensayo de análisis térmico (ATD/TG) para cada

uno de los hormigones estudiados. ..................................................................... 209

Tabla 6.4. Resultados obtenidos en el ensayo de análisis térmico (ATD/TG) respecto al

porcentaje de cemento para cada uno de los hormigones autocompactantes

estudiados. .......................................................................................................... 210


xxi

RESUMEN

Se define el hormigón autocompactante como aquel hormigón que, por la acción de su

propio peso, es capaz de fluir y rellenar correctamente el encofrado, pasando a través de

las armaduras. Estos hormigones poseen la ventaja de eliminar la compactación manual

y evitar los problemas de ruido, molestias a operarios, etc., que conlleva la compactación

mediante vibración, permitiendo rellenar perfectamente los moldes o encofrados, aún en

el caso de altas densidades de armado y dar una terminación superficial de gran calidad.

Desde su aparición, el hormigón autocompactante ha ido incrementado su producción

tanto en edificación y obra civil como en prefabricación; no obstante, ésta es aún muy

inferior a la del hormigón convencional. Paralelamente a su crecimiento, se ha realizado

una intensa labor investigadora, pero aún existen campos que no han sido estudiados

suficientemente como son los hormigones autocompactantes de resistencias medias, la

durabilidad de este tipo de hormigones, y el papel de la adición de finos de diferente

naturaleza.

Esta investigación consiste en el estudio de hormigones autocompactantes de

resistencias medias debido a que son los más habitualmente empleados en edificación e

incluso en obra civil y en el de la durabilidad de estos, teniendo en cuanta la complejidad

que supone tratar de comparar resultados en hormigones donde varía su composición,

tipo de cemento y adición, ya que estos parámetros pueden influir en su microestructura

y, por lo tanto, en su comportamiento frente a durabilidad.

Resumen.

xxii

Según lo anterior, el primer objetivo de esta investigación es estudiar las propiedades en

estado fresco y endurecido, así como la durabilidad de nueve tipos de hormigones

autocompactantes de resistencias medias confeccionados con diferentes tipos de

cementos y con dos tipos de adiciones. También se estudia la microestructura y procesos

de hidratación de dichos hormigones y se analiza la influencia de éstas en sus

propiedades en estado endurecido. Por último, en tres de estos hormigones se estudian

las deformaciones (retracción y fluencia) a largo plazo.

El segundo objetivo de la tesis es el estudio de los cementos especiales, denominando

con este nombre a aquellos cementos que posiblemente aparezcan en un futuro próximo

en el mercado y que se caracterizan porque llevan incorporado un alto contenido en

adición. En ellos se estudian sus características mediante el empleo y adaptación de la

normativa actual de cementos comunes. Además se compara y analiza cómo el empleo

de la adición utilizada modifica los tiempos de fraguado con los diferentes tipos de

cementos.

El estudio de las propiedades en estado fresco se ha realizado empleando los ensayos

de escurrimiento, caja en L y embudo en V. Las propiedades mecánicas se han estudiado

mediante el ensayo de resistencia a compresión, módulo de elasticidad y resistencia a

tracción indirecta. Las deformaciones a largo plazo se han determinado mediante

ensayos de fluencia y retracción. El estudio de la durabilidad se ha realizado mediante los

ensayos de penetración de agua bajo presión, de ión cloruro y de CO2. La

microestructura y mecanismos de hidratación se han analizado mediante ensayos de

porosimetría por intrusión de mercurio y análisis térmico diferencial y gravimétrico. Por

último, se han determinado las propiedades mecánicas (flexotracción y resistencia a

compresión) de los morteros de cementos especiales y, se han realizado los ensayos de

fraguado y estabilidad de volumen de las pastas de este tipo de cementos.

Los resultados obtenidos han puesto de manifiesto que los hormigones

autocompactantes obtenidos poseen propiedades mecánicas similares entre ellos pero

diferentes comportamientos frente a durabilidad, siendo, en general, bueno en la mayoría

de ellos. Además, los hormigones presentan importantes diferencias en su

microestructura y mecanismos de hidratación donde, en algunos casos, están

influenciados por la adición empleada. En cuanto, a la caracterización de los cementos

especiales se colige que habría que modificar ligeramente la actual normativa existente

para cementos convencionales.


xxiii

ABSTRACT

Self-compacting concrete is defined as concrete that by the action of its own weight is

able to flow, pass through the reinforcement, and correctly fill the formwork. The

advantage of this concrete is that manual compaction is not necessary, and therefore the

problems associated with this process, such as noise, and different health risks are

avoided. With this type of concrete formworks and molds can be perfectly filled, even in

the case of highly dense reinforcement, and a high quality concrete surface is achieved.

Since its development, the production of self-compacting concrete has increased both in

the cast-in-place and the precast industry. However, its use is still much less extensive

than conventional concrete. In parallel with its increasing field use, laboratory research on

self-compacting concrete has also been substantially developed. Nonetheless, there are

still research areas that have not been sufficiently studied. One of these fields is related to

the durability of normal strength self-compacting concrete, and the influence of the

different types of additions on the concrete properties.

This research consists of studying the durability of normal strength self-compacting

concrete, given that this is the most commonly used concrete in residential and even civil

projects. It should be emphasised that evaluating and comparing results of concretes with

variable composition, cement type and addition is complex due to the fact that these

parameters may influence the microstructure, and therefore, the durability behaviour.

Abstract.

xxiv

The first objective of this research is to study the fresh and hardened properties, including

the durability, of nine types of normal strength self-compacting concrete. Different types of

cements and two types of fillers are used. The microstructure and hydration processes on

the concretes are studied together with the influence of these on the hardened properties.

In addition, for three types of concretes, the long term shrinkage and creep deformations

are also examined.

The second objective of this thesis is to study the applicability of special cements, which

are characterised by their high addition content. The characteristics of the concretes

which incorporate these special cements are studied using the existing standards applied

to common cements. Furthermore, the effect of different additions, combined with different

types of cements, on the setting time of the concrete is also evaluated.

The fresh properties of the mixtures are evaluated using the flow test, L box and V shape

test. The mechanical properties are evaluated by the compression strength, modulus of

elasticity and indirect traction test. For the long term deformations, creep and shrinkage

tests are performed. The durability tests applied are: a water penetration under pressure

test and chloride and CO2 penetration tests. The microstructure and the hydration process

are evaluated by means of mercury intrusion porosimetry tests and differential thermal

analysis and gravimetric tests. The mechanical properties, that is to say, compressive

strength and flexural tensile strength, of the mortars made with the special cements were

analysed. The setting time tests and volume stability of the pastes made with these

cements were also tested.

From the obtained results it was observed that the different self-compacting concrete

mixtures have similar mechanical properties among them, but different durability

characteristics. For most mixtures, the durability characteristics are adequate. In addition,

the diverse concrete specimens showed significant differences regarding their

microstructure and hydration mechanism, in some affected by the additions used.

Regarding the special cements, the results show that the actual standards applicable to

conventional cements should be slightly modified for their applicability to these cements.

CAPÍTULO 1 ESTADO DEL ARTE DE LOS

HORMIGONES AUTOCOMPACTANTES


-3-

1.1. INTRODUCCIÓN

El hormigón autocompactante se puede definir como un hormigón cuya característica

principal es la capacidad de fluir y rellenar correctamente el volumen a hormigonar por la

acción de su propio peso, es decir sin ayuda de ningún método de compactación (ACHE,

2008).

Su impacto tecnológico se debe fundamentalmente al gran desarrollo que están teniendo

los aditivos desde los años 70, y especialmente, al experimentado en esta última década

por los aditivos superplastificante basados en policarboxilatos.

El principal rasgo distintivo del hormigón autocompactante frente al hormigón

convencional es su comportamiento en estado fresco. Esta diferencia se debe

fundamentalmente a su composición con un alto contenido de finos, aditivos de última

generación en dosis mayores y una reducción del contenido de áridos gruesos.

El hormigón autocompactante debe ser un hormigón fluido, cohesivo, homogéneo,

resistente a la segregación, con alta movilidad, facilidad de compactación y de conseguir

buenos acabados. Además debe de ser un hormigón durable con adecuadas resistencias

mecánicas de acuerdo con el uso que vaya a tener.

Capítulo 1. Estado del arte de los hormigones autocompactantes.

-4-

1.1.1. Reseña histórica

El hormigón autocompactante inicia su desarrollo en Japón, a mediados de los años 80,

bajo la dirección del Profesor Okamura, de la Universidad de Tokio (Okamura, 1997).

Previamente recibió el nombre de High Performance Concrete pasándose a denominar

posteriormente Hormigón Autocompactante (Self-Compacting Concrete). El objetivo del

mismo era buscar un hormigón de calidad, compacto y durable para estructuras

fuertemente armadas donde el proceso de vibración era complicado. Además, se

pretendía encontrar un hormigón que no dependiese de la mano de obra en el proceso de

ejecución porque, durante varios años, la calidad de las obras estaba disminuyendo

debido a una compactación inadecuada por falta de mano de obra cualificada.

A partir de entonces, Ozawa y Maekawa (Okamura, 1997) llevaron importantes

investigaciones sobre este tipo de hormigón en la Universidad de Tokio. En 1988, se

realizó con éxito el primer prototipo de hormigón autocompactante. Este prototipo

funcionó satisfactoriamente desde el punto de vista de la retracción, calor de hidratación,

densidad y otras propiedades (Okamura et al., 1996).

A partir de entonces, el hormigón autocompactante se ha puesto en práctica en

numerosas obras y en la industria del prefabricado. Se ha llevado a cabo una intensa

investigación tanto en instituciones como en empresas a nivel internacional y, debido a

este creciente interés científico y técnico, se han organizado congresos y simposios

internacionales para el estudio de este hormigón especial, entre los que destacan los

siguientes:

• En la Segunda Conferencia del Pacífico y Este de Asia, organizado por Ingeniería

Estructural y Construcción (EASEC-2), celebrada en 1989, se presentó la primera

ponencia sobre hormigón autocompactante realizada por Ozawa.

• En la Conferencia Internacional de CANMET y ACI, celebrada en 1992, se

presentó el hormigón autocompactante.

• El RILEM formó un comité para el estudio del hormigón autocompactante en 1997.

• Creación del proyecto BriteEuram BE96-3801 dentro del Programa Marco

Europeo en 1997.

• Primer Simposio Internacional sobre hormigón autocompactante organizado por

RILEM celebrado en Estocolmo en 1999.


-5-

• Segundo Simposio Internacional sobre hormigón autocompactante organizado por

RILEM celebrado en Tokio en 2001.

• Primera Conferencia Norteamericana sobre el Diseño y Aplicación del Hormigón

Autocompactante, celebrada en Chicago en 2002.

• Tercer Simposio Internacional sobre hormigón autocompactante organizado por

RILEM celebrado en Islandia en 2003.

• Segunda Conferencia Norteamericana sobre Hormigón Autocompactante,

celebrada en Chicago en 2005.

• Primer Simposio Internacional sobre diseño, prestaciones y uso del hormigón

autocompactante organizado por RILEM celebrado en China en 2005.

• Quinto Simposio Internacional sobre hormigón autocompactante organizado por

RILEM celebrado en Bélgica en 2007.

• Primer Congreso Español sobre Hormigón Autocompactante, celebrado en

Valencia en 2008.

• Tercera Conferencia Norteamericana sobre Hormigón Autocompactante,

celebrada en Chicago en 2008.

1.1.2. Ventajas del hormigón autocompactante

Las ventajas del hormigón autocompactante son:

• Reducción de la mano de obra y equipos necesarios debido a la elevada

trabajabilidad que posee durante su colocación.

• Compactación adecuada del hormigón autocompactante, es decir, se evitan los

problemas de una vibración inadecuada y es independiente de la formación y

experiencia de los operarios.

• Reducción del ruido debido a la eliminación de la vibración.

• Reducción del plazo de ejecución debido a su alta productividad.

• Reducción de los riesgos laborales mejorando la salud laboral y el ambiente de

trabajo.


-6-

• Facilita el hormigonado de estructuras más complejas o densamente armadas

creando una mayor disposición de puntos de hormigonado. De esta manera se

pueden diseñar elementos arquitectónicos y estructurales más complejos.

• Se mejoran los acabados.

• Es más rentable cuando se considera el coste total de la obra.

• En el sector de la prefabricación, además de las ventajas citadas anteriormente,

existen otras como el aumento de la vida útil de los moldes debido a la ausencia

de vibración que es el principal factor de desgaste de los mismos, pudiéndose

usar moldes más ligeros y reducción de los gastos de mantenimiento.

1.1.3. Campos de aplicación

Actualmente la producción de hormigón autocompactante es relativamente baja en

comparación con el hormigón convencional. Se puede emplear tanto en obras in situ o en

elementos prefabricados, en obra civil o edificación.

Actualmente, en Europa, el uso del hormigón autocompactante está más extendido y

desarrollado en el sector de la prefabricación que en el sector de los hormigones

colocados in situ. Esto se debe a que las condiciones de trabajo y producción son más

favorables para el hormigón autocompactante. En el año 2005, en algunos países

europeos, el hormigón autocompactante representaba hasta el 20% del hormigón

empleado; en cambio, en Estados Unidos suponía aproximadamente el 75% del

hormigón prefabricado, ya que su uso está aceptado en carreteras y puentes (ACHE,

2008).

Las primeras obras in situ de hormigón autocompactante se encuentran en Japón. Una

de las más destacadas es el anclaje del puente colgante Akashi Kaikyo, de 1.991 metros

de luz. Se utilizaron 290.000 m3 de hormigón autocompactante obteniéndose un

rendimiento de 1.900 m3/día, con lo que se redujo el plazo de ejecución en 6 meses

(Okamura, 1997; Bartos et al., 1999; Ouchi, 1999; Skarendhal et al., 2000; Gettu et al.,

2004a).

Otra de las obras más significativas realizadas en Japón, fue la construcción de un

depósito de gas licuado de la empresa Osaka Gas cuyo periodo de ejecución se redujo


-7-

de 22 a 18 meses obteniéndose un rendimiento de 200-250 m3/hora (Okamura, 1997;

Nishizaki et al., 1999; Ouchi, 1999; Gettu et al., 2004a).

En Europa, también existen diversos tipos de aplicaciones del hormigón autocompactante

desde 1998 como en Suecia, Francia, Reino Unido u Holanda tanto en obras civiles

nuevas como en reparaciones de obras antiguas. Por ejemplo, en Suecia, hasta el año

1999, se construyeron tres puentes y varios edificios con hormigón autocompactante o en

Francia se emplearon al menos 50.000 m3 de hormigón autocompactante en numerosos

proyectos de edificación y obra civil entre los años 1997 y 2000 (Billberg, 1999a; AFGC,

2000; Skarendhal et al., 2002; Gettu et al., 2004a).

En España, la primera aplicación (2001) en obra civil de hormigón autocompactante

consistió en el relleno de arco parabólico del puente de la Ronda de la Hispanidad sobre

el río Ebro, en Zaragoza. Se emplearon 300 m3 de hormigón autocompactante en 5 horas

(Puerta, 2002, 2003). Posteriormente se han realizado diversas obras entre las que

destacan las siguientes:

• En el año 2003, se fabricaron en España 312 vigas cajón con 17.500 m3 de

hormigón autocompactante pretensado para los viaductos en la autopista Scut do

Norte Litoral, en Portugal (ACHE, 2008).

• En el año 2004 se repararon los Túneles de Montblanc y Lilla de la línea AVE

Madrid-Zaragoza-Barcelona donde se emplearon 124.000 m3 de hormigón

autocompactante (ACHE, 2008).

• La Ciudad de la Justicia de Barcelona está compuesta por ocho edificios con

hormigón visto estructural y de siete colores que se realizó con hormigón

autocompactante para minimizar los efectos del hormigón visto/coloreado (García

et al., 2008; ACHE, 2008).

• El Puente del Milenio de la EXPO 2008 en Zaragoza se realizó con hormigones

autocompactantes blancos de altas resistencias (ACHE, 2008).

• Una obra reciente es la Torre de Cristal en Madrid en la que se emplearon dos

tipos de hormigones autocompactantes para su ejecución. Es un edificio cuya

altura es de 249 m sobre rasante (nivel Plaza Castilla) y dispone de seis sótanos

bajo rasante (19,30 m de altura). Se empleó un HAC-100 para el arranque de las

pilas y un HAC-45 para los pilares mixtos y el núcleo (Segura et al., 2008).


-8-

1.1.4. Normativa actual

La reciente Instrucción Española de Hormigón Estructural (EHE-08) aprobada en el Real

Decreto 1247/2008 de 18 de julio, incluye el Anejo 17 que es específico para la utilización

del hormigón autocompactante.

En febrero de 2007, AENOR publicó las cuatro normas UNE existentes de ensayos para

la caracterización del comportamiento en estado fresco del hormigón autocompactante y

que son las siguientes:

• UNE 83361:2007. Hormigón autocompactante. Caracterización de la fluidez.

Ensayo de escurrimiento.

• UNE 83362:2007. Hormigón autocompactante. Caracterización de la fluidez en

presencia de barras. Ensayo del escurrimiento con el anillo japonés.

• UNE 83363:2007. Hormigón autocompactante. Caracterización de la fluidez en

presencia de barras. Método de la caja en L.

• UNE 83364:2007. Hormigón autocompactante. Determinación del tiempo de flujo.

Ensayo del embudo en V.

Antes de la publicación de las normas anteriores, se han utilizado las normas italianas,

que se publicaron en marzo de 2003, y son:

• UNI 11040-Marzo 2003. Especificaciones, características y control.

• UNI 11041-Marzo 2003. Determinación de la trabajabilidad y del tiempo de

escurrimiento.

• UNI 11042-Marzo 2003. Determinación del tiempo de flujo en embudo.

• UNI 11043-Marzo 2003. Determinación del escurrimiento por confinamiento en un

recipiente en L.

En la actualidad, existen diversas guías o recomendaciones que han publicado diversos

organismos entre las que destacan las siguientes:

• Durability of Self-Compacting Concrete. State of the Art Report of RILEM

Technical Committee 205-SCC (De Schutter et al., 2007).


-9-

• Self-Consolidating Concrete. American Concrete Institute (ACI) 237R-07. (ACI,

2007).

• Guía Práctica para la Utilización del Hormigón Autocompactante. Instituto Español

del Cementos y sus Aplicaciones (IECA) (Fernández et al., 2005).

• Guía Interna para el uso del Hormigón Autocompactante en hormigón

prefabricado/pretensado. Instituto Americano de Hormigón Prefabricado (PCI)

(PCI, 2003).

• Especificaciones y Directrices para Hormigón Autocompactable. Federación

Europea dedicada a sistemas específicos de hormigón y productos químicos

especializados para la construcción (EFNARC) (EFNARC, 2002).

• Hormigón Autocompactable: Recomendaciones Provisionales. Asociación

Francesa de Ingenieros Civiles (AFGC) (AFGC, 2002).

• Self-Compacting Concrete. State of the Art Report of RILEM Technical Committee

174-SCC (Skarendahl et al., 2000).

1.2. MATERIALES EMPLEADOS EN LA FABRICACIÓN DE HORMIGONES AUTOCOMPACTANTES

A continuación se describen los materiales empleados en la fabricación del hormigón

autocompactante.

1.2.1. Áridos

Se pueden emplear los mismos áridos que para el hormigón convencional, ya que no se

requiere de ninguna especificación físico-química en particular aunque se debe prestar

una especial atención a la calidad y distribución de los tamaños de los mismos porque

influirán en su comportamiento en el estado fresco del hormigón autocompactante.

1.2.1.1. Árido grueso

La única especificación en particular que requiere el hormigón autocompactante en

comparación con el convencional es la limitación del árido grueso para conseguir una


-10-

mezcla más uniforme y evitar problemas de bloqueo en el paso de la masa en estado

fresco entre las armaduras.

Según el Anejo 17 de la Instrucción EHE-08, en su Artículo 28º, el tamaño máximo

permitido es de 25 mm, aunque no se aconseja superar los 20 mm. Los tamaños

máximos habituales están comprendidos entre 12 y 16 mm.

1.2.1.2. Arena

Se pueden emplear todas aquellas arenas que cumplan con las especificaciones que se

establecen en la Instrucción EHE-08. Además no es necesario que sea una arena con

una alta cantidad de finos (granulometría continua) debido a que, para obtener la

autocompactabilidad, hay que añadir partículas finas, con lo que se corrige la curva

granulométrica de la arena con dichas partículas.

Dentro de los dos tipos de arenas que se tienen, es decir, rodada o machacada, son las

primeras las que favorecen la trabajabilidad del hormigón debido a su menor relación

superficie/volumen; en cambio las arenas de machaqueo incrementan la fricción de la

mezcla lo que implica tener que añadir más agua o aditivo superplastificante para

conseguir los mismos resultados que con las primeras (ACI, 2007).

1.2.1.3. Filler mineral

El filler mineral es un árido que se emplea en el hormigón autocompactante con el

objetivo de dar cohesión y trabajabilidad a la mezcla. Como consecuencia de ello se evita

la segregación de los áridos gruesos y la exudación del agua.

Las propiedades del filler mineral (finura, granulometría y naturaleza) influyen en el

comportamiento del hormigón porque de acuerdo con éstas demandará más o menos

agua y/o aditivo superplastificante.

La granulometría de este tipo de material se define en la Tabla 1.1 de acuerdo con la

norma UNE-EN 12620:2002. La tendencia general fija que las partículas cuyo diámetro

sea inferior a 0,125 mm se consideren como material fino incluyéndose en ellas el

cemento, el filler mineral y las adiciones.


-11-

TABLA 1.1. Granulometría del filler mineral.

Tamaño del tamiz (mm) % en masa que pasa 2 100

0,125 85 a 100 0,063 70 a 100

El contenido total de finos en el hormigón autocompactante varía entre 450-600 kg/m3,

incluyendo el cemento más la adición. Pero, en el Anejo 17 de la Instrucción EHE-08, en

su Artículo 28º, recomienda que la cantidad máxima de finos (teniendo en cuenta el filler y

los finos de los áridos) menores de 0,063 mm sea de 250 kg/m3. Cuando se use un

cemento que tenga como adición complementaria la caliza, esta adición hay que tenerla

en cuenta en el cómputo total de la cantidad de finos.

Entre los distintos tipos de fillers existentes destacan: el filler calizo, el filler dolomítico y la

puzolana natural, siendo el más común el primero. La puzolana natural a diferencia de las

otras dos es una adición activa, es decir, que reacciona con la portlandita formada

durante la hidratación del cemento y contribuye al desarrollo de resistencias a largo

plazo.

El filler calizo no reacciona químicamente con otros componentes pero sí que mejora la

trabajabilidad del hormigón (Neville, 1995). Existen otros estudios que dicen que el filler

calizo sí que interviene en los procesos de hidratación como Pera (1999) y Poppe et al.

(2003) que demostraron esta alteración mediante ensayos midiendo la generación de

calor. Además, Billberg (2001) indica que el filler calizo funciona como un catalizador en

el proceso de hidratación, actuando como un centro de nucleación, aunque no se

producen reacciones químicas con otros componentes.

También se pueden conseguir los mismos fines que con el filler mineral con el empleo de

otros materiales como son las adiciones, que se desarrollan posteriormente (ver apartado

1.2.3).

1.2.2. Cementos

No existen requisitos específicos en cuanto al tipo de cemento y, se pueden usar todos

aquellos que cumplan con la vigente Instrucción para la Recepción de Cementos (RC-


-12-

08). Los criterios a seguir en la elección del cemento para obtener un hormigón

autocompactante son similares a los empleados en un hormigón convencional.

En general, los cementos más habituales son el CEM I 42,5 (sobre todo en

prefabricación) y el CEM I 52,5 (para obtener hormigones autocompactantes de altas

resistencias), pero también se emplean los cementos con adiciones.

Se recomienda realizar ensayos de compatibilidad entre el cemento y el aditivo que se

vaya a usar porque cada cemento tiene propiedades diferentes e interactúa de forma

diferente con el aditivo a emplear.

La cantidad de cemento a utilizar oscila entre los 350 kg/m3 y 450 kg/m3. No se deben

superar los 500 kg/m3 de cemento porque puede haber problemas de retracción por el

excesivo calor de hidratación. Se puede disminuir la cantidad de 350 kg/m3 si se usa un

cemento con adiciones activas (EFNARC, 2002).

1.2.3. Adiciones

Como ya se ha dicho anteriormente, se pueden emplear adiciones en lugar de filler

mineral para dar cohesión y trabajabilidad a la mezcla evitando la segregación de los

áridos gruesos y la exudación del agua.

Según el Artículo 30º de la Instrucción EHE-08, las adiciones son materiales inorgánicos,

puzolánicos o con hidraulicidad latente que, finamente divididos, pueden ser añadidos al

hormigón con el objetivo de mejorar alguna de sus propiedades. Sólo se contempla el

empleo de ceniza volante y humo de sílice en cantidades no superiores al 35% y 10%,

respectivamente, por peso de cemento. Y, además, se establece que sólo se pueden

usar junto con un cemento tipo CEM I.

1.2.3.1. Ceniza volante

La ceniza volante es una adición puzolánica. Es un residuo de las centrales

termoeléctricas. Sus partículas son esféricas cuyo tamaño se sitúa entre 1 µm y 100 µm y

tienen una superficie específica entre 250 y 600 m2/kg según el método de Blaine

(Neville, 1995; Agranati, 2008). Las cenizas volantes no son un material con propiedades


-13-

definidas, sino que su composición química y tamaño varía mucho dependiendo de su

procedencia.

Su forma esférica contribuye a la fluidez del hormigón ya que se optimiza el

empaquetamiento de las partículas sólidas en estado fresco proporcionando una alta

cohesión a la mezcla (ACHE, 2008).

Además, la ceniza volante reacciona con la portlandita formada durante la hidratación del

cemento y contribuyen al desarrollo de resistencias a largo plazo.

En el Artículo 30º de la Instrucción EHE-08, se limita el contenido en la mezcla de la

ceniza al 35% del peso del cemento en elementos no pretensados y, al 20% para

hormigón pretensado. Además la Instrucción EHE-08 recomienda medir la expansión de

la ceniza mediante el ensayo de las agujas de Le Chatelier.

1.2.3.2. Humo de sílice

El humo de sílice, también llamado microsílice, es también una adición puzolánica. Es un

subproducto que se obtiene en los hornos de arco eléctrico empleados en la fabricación

de aleaciones ferro-silíceas. Se compone principalmente de sílice (SiO2) en un 90-95%

junto con otros componentes minoritarios.

Está formado por partículas amorfas esféricas muy pequeñas con un diámetro

comprendido entre 0,003 y 0,1 µm y, una superficie específica de aproximadamente

20.000 m2/kg, según el método de absorción de nitrógeno (Neville, 1995; Agranati, 2008).

El humo de sílice se comporta como un filler que densifica la matriz del hormigón y, al

igual que la ceniza volante, contribuye al desarrollo de la resistencia a largo plazo.

Además mejora las propiedades del hormigón en estado fresco incrementando la

estabilidad frente a segregación y exudación. Es importante señalar que se produce un

aumento en la demanda de agua debido a su alta superficie específica (ACHE, 2008).

Según la Instrucción EHE-08, en su Artículo 30º, la máxima cantidad de humo de sílice

permitida es del 10% respecto al peso de cemento, pero se suele emplear

aproximadamente el 8% por peso de cemento.


-14-

1.2.3.3. Otras adiciones

Existen otras adiciones no contempladas en la Instrucción EHE-08 como es la escoria

granulada de alto horno. La escoria es un subproducto de la industria del acero. Sus

partículas trituradas tienen un tamaño inferior a 45 µm y una superficie específica de 500

m2/kg aproximadamente, según el método de Blaine (Mehta, 1993; Agranati, 2008). Son

partículas que tienen un bajo calor de hidratación. Su empleo debe realizarse en bajas

proporciones para evitar problemas de estabilidad (ACHE, 2008).

Otras adiciones que podrían emplearse con el objetivo de proporcionar finos en el

hormigón autocompactante son la nanosílice (se compone mayoritariamente de sílice,

>99%, que se presenta en forma extremadamente pequeño) o el metacaolín (es un

material cementante suplementario, debido a que es un aluminosilicato activado

térmicamente producido al calcinar el caolín a temperaturas alrededor de 500ºC y 600ºC,

donde a estas temperaturas se produce una transformación de su estructura cristalina).

1.2.4. Agua

No se requieren prescripciones específicas para la fabricación del hormigón

autocompactante, salvo las generales que se establecen para el hormigón convencional

en la Instrucción EHE-08.

1.2.5. Aditivos

El aditivo es un producto químico que se usa en la fabricación del hormigón para mejorar

sus propiedades tanto en estado fresco como en estado endurecido o en ambos. Es un

componente esencial en el hormigón autocompactante.

Los aditivos más usados en la fabricación del hormigón autocompactante son los

superplastificantes o aditivos reductores de agua de alta actividad y los cohesionantes o

agentes modificadores de viscosidad. Además de estos aditivos, se pueden emplear

cualquiera de los aditivos definidos en la norma UNE-EN 934-2:2002 dependiendo de los

requerimientos de cada aplicación. Existen otros aditivos que se pueden emplear en el

hormigón autocompactante que no están contemplados en dicha norma como son los


-15-

aditivos reductores de retracción cuyo objetivo es la reducción de las deformaciones por

retracción (ACHE, 2008).

Se pueden emplear más de un tipo de aditivo y en ese caso, al igual que ocurre con el

hormigón convencional, es conveniente realizar pruebas de compatibilidad entre ellos y

de estos con el cemento.

1.2.5.1. Superplastificantes

Los superplastificantes o reductores de alta actividad son aditivos cuyo fin es reducir el

agua permitiendo una elevada trabajabilidad con una baja relación agua/cemento. El

empleo de este tipo de aditivos es imprescindible en el hormigón autocompactante,

especialmente de los superplastificantes de nueva generación, basados en

policarboxilatos, que son capaces de reducir el agua hasta en un 40%.

Los superplastificantes tipo policarboxilatos permiten conseguir una adecuada

trabajabilidad y fluidez en el hormigón a pesar del alto contenido de finos que poseen

estos hormigones, haciendo que la mezcla tenga una mayor viscosidad y requiera de un

menor contenido de agua.

En el Artículo 29º de la Instrucción EHE-08 se limita el contenido de aditivo en un 5% del

peso de cemento.

1.2.5.2. Agentes modificadores de viscosidad

Los aditivos cohesionantes o agentes modificadores de viscosidad son compuestos

químicos cuyo objetivo es modificar la cohesión de la mezcla de hormigón para evitar la

segregación y la exudación del agua.

Su uso no es indispensable en la fabricación del hormigón autocompactante si se dispone

de la cantidad de finos suficiente; en cambio son recomendables si no se dispone de los

finos suficientes o si se tiene una arena con un contenido bajo de finos.


-16-

1.3. CARACTERIZACIÓN DE LOS HORMIGONES AUTOCOMPACTANTES EN ESTADO FRESCO

1.3.1. Propiedades en estado fresco

La autocompactabilidad es la principal propiedad en estado fresco del hormigón

autocompactante, y que lo diferencia del hormigón convencional.

La evaluación de las propiedades en estado fresco del hormigón autocompactante se

puede realizar de dos maneras. La primera es mediante el estudio de los parámetros

reológicos y, la segunda es mediante la realización de ensayos.

Las características en estado fresco que se deben de cumplir simultáneamente en un

hormigón son las siguientes:

• Capacidad de relleno.

• Resistencia al bloqueo o capacidad de paso.

• Resistencia a la segregación.

1.3.1.1. Reología

La reología es la ciencia que estudia la deformación y el flujo de materiales sometidos a

tensiones. Desde los años 70 se ha avanzado mucho en el estudio de la reología del

hormigón en su estado fresco.

Los fluidos, según su estructura, se pueden dividir en dos tipos: fluidos de estructura

simple (fluidos Newtonianos) o fluidos con estructuras más complejas (fluidos no-

Newtonianos).

Los fluidos con estructura simple como es el caso del agua se pueden caracterizar según

la ley de Newton (ver ecuación 1.1 y Figura 1.1).


-17-

τ η γ '= ⋅ (1.1)

Donde:

τ tensión de corte.

η viscosidad.

γ ' velocidad de corte producida.

Los fluidos con estructuras más complejas como es el caso del hormigón presentan

propiedades elásticas y viscosas. La mayoría de estos casos se pueden caracterizar

según el modelo de Bingham. Este modelo es el más usado para la caracterización

reológica del hormigón. Básicamente el modelo está caracterizado por la tensión umbral y

la viscosidad (ver ecuación 1.2 y Figura 1.1). La viscosidad está relacionada con la

estabilidad y la resistencia a segregarse del hormigón.

0τ τ μ γ= + ⋅ (1.2)

Donde:

τ tensión de flujo.

0τ tensión umbral.

μ viscosidad plástica.

γ velocidad de deformación transversal.

Figura 1.1. Curvas de flujos correspondientes a los de modelos de Bingham y Newton (Skarendahl et al.,

2000).

En el caso del hormigón autocompactante, la tensión umbral es muy baja, como se puede

observar en la Figura 1.2 donde se muestra una comparación del comportamiento

Tensión de corte (Pa)

Velocidad de deformación (1/s)

Modelo de Bingham

Fluido Newtoniano


-18-

reológico de tres tipos de hormigones. Se observa que la curva de flujo del hormigón

autocompactante se acerca a la curva de flujo de un fluido Newtoniano.

Figura 1.2. Curvas de flujo de un hormigón autocompactante (HAC), de un hormigón convencional (HC) y

un hormigón de alta resistencia (HAR) (ACHE, 2008).

1.3.1.2. Capacidad de relleno

La capacidad de relleno o capacidad de fluir es la capacidad que tiene el hormigón de

fluir y rellenar un encofrado bajo la acción de su propio peso sin ayuda externa. Las

armaduras deben de quedar perfectamente recubiertas y no deben producirse coqueras.

Para que la capacidad de relleno sea adecuada se tiene que reducir la fricción entre las

partículas y conseguir una adecuada deformabilidad en la mezcla.

1.3.1.3. Capacidad de paso

La capacidad de paso o resistencia al bloqueo es la capacidad que tiene el hormigón de

pasar entre las armaduras, estrechamientos o cualquier obstáculo sin que se produzca un

bloqueo de los áridos.

Esta propiedad del hormigón depende tanto de la geometría de la pieza y distribución de

las armaduras como de la cantidad y tamaño de árido grueso en el hormigón. En la

Figura 1.3 se puede observar cómo funciona el mecanismo de bloqueo.


-19-

Figura 1.3. Mecanismo de bloqueo (Skarendahl et al., 2000).

1.3.1.4. Resistencia a la segregación

La resistencia a la segregación es la capacidad del hormigón de mantenerse homogéneo

sin que se produzca la separación de los áridos o exudación del agua. Esta propiedad del

hormigón está relacionada con la estabilidad y con la viscosidad de la mezcla porque si

se tiene una viscosidad adecuada, la composición de la mezcla se mantiene homogénea.

1.3.1.5. Fiabilidad

Es la capacidad del hormigón de mantener sus características en estado fresco dentro de

los rangos especificados cuando se producen pequeñas variaciones en las propiedades

de los componentes, la variación de la temperatura o una combinación de ambos (ACHE,

2008).

1.3.1.6. Tiempo abierto

Se define tiempo abierto al lapso de tiempo desde la fabricación durante el cual se

mantienen las características de autocompactabilidad de dicho hormigón (ACHE, 2008).

Al igual que en el hormigón convencional influyen la temperatura, las condiciones

climáticas o los aditivos, entre otros factores.

1.3.2. Métodos de ensayos para la caracterización de hormigones autocompactantes

Debido a que el estado fresco del hormigón autocompactante es diferente al del hormigón

convencional, no se pueden usar los ensayos tradicionales que nos permitan evaluar las

características de autocompactabilidad descritas anteriormente.

Bóveda de áridos


-20-

En la bibliografía existente se recogen numerosos ensayos que nos permiten evaluar la

capacidad de relleno, la resistencia a la segregación y la capacidad de paso del hormigón

autocompactante. En España, como se ha visto en el apartado 1.1.4, solamente están

normalizados los ensayos de escurrimiento, escurrimiento con anillo japonés, caja en L y

embudo en V, que se describen a continuación.

Como todavía no se ha desarrollado un único ensayo que nos permita evaluar las

propiedades en estado fresco del hormigón, hay que realizar, al menos, dos tipos de

ensayos que nos permitan caracterizar la autocompactabilidad del hormigón.

1.3.2.1. Ensayo de escurrimiento

El ensayo de escurrimiento, slump-flow en inglés, evalúa la capacidad de relleno del

hormigón autocompactante sin la presencia de obstáculos. Es el ensayo más utilizado

tanto por su sencillez como por el equipo que precisa y se puede realizar tanto en obra

como en laboratorio. Además se puede observar si hay segregación y/o exudación y nos

da una medida indirecta de la tensión umbral de flujo. Está normalizado por la norma

UNE 83361:2007.

Para la realización del ensayo se necesita el cono de Abrams, según norma UNE

83313:1990, y una placa de acero plana cuyas dimensiones aproximadas son 850 x 850

mm y 2 mm de espesor. En esta placa se encuentran grabadas dos circunferencias

concéntricas marcadas, una de 200 mm de diámetro y otra de 500 mm de diámetro,

como se puede observar en la Figura 1.4.

Figura 1.4. Dimensiones y montaje del ensayo de escurrimiento (De Schutter et al., 2008).

cono de Abrams

borde de segregación

Unidades: mm

placa de acero (1000 mm x 1000 mm)

dF = (D1+D2)/2


-21-

El procedimiento de este ensayo es el siguiente. Se coloca el cono, ayudándose de la

marca circular de 200 mm, en el centro de la bandeja. Se llena el cono sin compactar de

hormigón, se enrasa y se levanta el cono.

Los resultados que se obtienen son T50, que es el tiempo que tarda el hormigón en

alcanzar la circunferencia de 500 mm de diámetro, y dF que es el diámetro final alcanzado

por el hormigón una vez cesa completamente el movimiento, expresado como la media

de dos medidas en direcciones perpendiculares.

El aspecto final del hormigón debe ser homogéneo presentando una buena distribución

de los áridos (ver Figura 1.5). Como ya se ha mencionado previamente, se puede

observar una posible segregación del árido grueso y/o exudación, como se puede

observar en la Figura 1.6. La primera ocurre cuando hay una mayor concentración del

árido grueso en la zona central. La exudación se observa en la zona perimetral de la

pasta.

Figura 1.5. Resultado final del ensayo de escurrimiento.


-22-

Figura 1.6. Aspecto de un hormigón autocompactante donde se ha producido segregación del

árido grueso en el centro y de pérdida de agua en el frente de avance del ensayo.

1.3.2.2. Ensayo de escurrimiento con el anillo japonés

El ensayo de escurrimiento con el anillo japonés, J-Ring en inglés, evalúa la resistencia al

bloqueo del hormigón autocompactante a través de barras de armadura, en condiciones

de flujo libre. Además se puede observar si hay segregación, exudación, o si se produce

una mayor concentración de árido grueso en la zona central. Está normalizado por la

norma UNE 83362:2007.

Figura 1.7. Dimensiones básicas y montaje del ensayo de escurrimiento con anillo japonés. (De

Schutter et al., 2008).

Para la realización del ensayo se necesitan los mismos equipos que para el ensayo de

escurrimiento más un anillo de 30 cm de diámetro y 12 cm de altura, como se puede ver

Exudación del agua

Exudación del agua

Exudación del agua

Exudación del agua

Segregación del árido grueso

cono de Abrams

anillo J marca

placa de acero (1000 mm x 1000 mm)


-23-

en la Figura 1.7. Este anillo consta de unas barras perimetrales cuya configuración varía

dependiendo del tamaño máximo del árido como se muestra en la Figura 1.8.

El procedimiento del ensayo es similar al del ensayo de escurrimiento, pero con la

diferencia del anillo. Se colocan el cono, ayudándose de la marca circular de 200 mm, en

el centro de la bandeja y, el anillo se sitúa concéntrico al cono. Se llena el cono sin

compactar de hormigón, se enrasa y se levanta el cono.

Figura 1.8. Configuración de las barras en el anillo J: a) tamaño máximo de árido ≤ 20 mm, y b)

tamaño máximo de árido > 20 mm (ACHE, 2008).

Los parámetros que se obtienen son dJF que es el diámetro final, TJ50 que es el tiempo

que tarda el hormigón en alcanzar el diámetro de 500 mm, H1 y H2 que, como se

muestra en la Figura 1.9 corresponden a la altura del hormigón justo en la cara interior y

exterior del anillo respectivamente. Con dichas alturas se calcula el coeficiente de

bloqueo CBE según la expresión 1.3.

21001BE

HCH

= × (1.3)

Normalmente este ensayo se complementa con el ensayo de escurrimiento debido a que

la Instrucción EHE-08 establece que la diferencia de ambos diámetros no debe superior a

50 mm (ver expresión 1.4).

50F FJd d mm− ≤ (1.4)


-24-

Figura 1.9. Determinación de las alturas H1 y H2 (ACHE, 2008).

1.3.2.3. Ensayo de la caja en L

El ensayo de la caja en L, L-Box en inglés, mide la capacidad de paso del hormigón

autocompactante a través de barras de armaduras con flujo confinado. Además permite

conocer la fluidez del hormigón y si existe o no bloqueo del mismo. Está normalizado por

la norma UNE 83363:2007.

Para la realización del ensayo se emplea un molde que se denomina caja en L cuyas

dimensiones se muestran en la Figura 1.10 donde se puede observar que la caja puede

tener 2 ó 3 barras dependiendo del tamaño máximo del árido.

El ensayo se realiza del siguiente modo. Se llena de una sola vez y sin compactar la

parte vertical de la caja, con la compuerta cerrada. Una vez llena, se enrasa el hormigón

y se abre la compuerta. Cuando ha cesado el movimiento del hormigón, se determinan

las alturas de la masa de hormigón en reposo en el lado de la compuerta (interiormente) y

en el extremo horizontal de la caja, H1 y H2 respectivamente (ver Figura 1.11).


-25-

Figura 1.10. Configuración de la caja en L: a) vista general del molde, b) planta, c) disposición de

las barras para un tamaño máximo de árido ≤ 20 mm, y d) disposición de las barras para un

tamaño máximo de árido > 20 mm (ACHE, 2008).

Figura 1.11. Determinación de las alturas H1 y H2 (ACHE, 2008).

Los parámetros que se obtienen son T600 que es el tiempo que tarda el hormigón en salir

y llegar al extremo de la caja en L cuya distancia, desde el extremo de la compuerta es

de 600 mm y, el coeficiente de bloqueo que se define según la expresión 1.5.

21001bL

HCH

= × (1.5)


-26-

a) b)

Figura 1.12. Resultado final del ensayo de la caja en L: a) hormigón autocompactante que

presenta bloqueo, y b) hormigón autocompactante con una capacidad de paso adecuada.

1.3.2.4. Ensayo del embudo en V

El ensayo del embudo en V, V-funnel en inglés, evalúa la capacidad de relleno y la

capacidad de paso por aberturas estrechas del hormigón autocompactante. Además mide

indirectamente la viscosidad plástica del material. Está normalizado por la norma UNE

83364:2007.

Para la realización del ensayo se emplea un embudo cuyas dimensiones se muestran en

la Figura 1.13.

Antes de realizar el ensayo, hay que colocar el embudo sobre un soporte con un

recipiente debajo que recoja el hormigón. Se llena el embudo de una sola vez sin

compactar, se enrasa el hormigón y se abre la compuerta inferior después de haber

esperado 10 s.

Se mide el parámetro TV que es el tiempo que tarda en salir todo el hormigón del

embudo, considerando ese momento el instante en que, observando el flujo desde la

parte superior, se vislumbra luz a través de la boca inferior.

Bloqueo


-27-

Figura 1.13. Dimensiones del embudo en V (ACHE, 2008).

1.3.2.5. Otros ensayos

Además de los ensayos anteriormente descritos, existen otros ensayos que se emplean

para la caracterización del estado fresco del hormigón autocompactante.

• Caja en U, L-Box en inglés. Al igual que en el ensayo de la caja en L, la caja en U

evalúa la resistencia al bloqueo del hormigón autocompactante en donde las

condiciones de flujo son más exigentes, es decir, confinado y contra la gravedad.

Para la realización del ensayo se necesita de un recipiente que tiene 2

compartimentos como se muestra en la Figura 1.14. El procedimiento del ensayo es el siguiente. Con la puerta cerrada, se llena el

compartimento A. Tras un minuto de reposo se abre la compuerta, dejando que el

hormigón fluya del compartimento A al B (ver Figura 1.15). Los parámetros que se

miden son las alturas del hormigón en ambos compartimentos. Los requisitos

habituales son: que la diferencia de alturas no supere los 30 mm, o que la altura

del hormigón en el compartimento B sea mayor de 300 mm.


-28-

Figura 1.14. Configuración de la caja en U: a) vista general del molde, y b) vista de uno de los

laterales con el lado descubierto (ACHE, 2008).

Figura 1.15. Ensayo de la Caja en U (Skarendahl et al., 2000).

• Ensayo Orimet. Este ensayo fue desarrollado por Bartos en los años 70 con el fin

inicialmente de evaluar hormigones fluidos, pero actualmente permite analizar la

fluidez de los hormigones autocompactantes bajo la acción de su propio peso.

Como se muestra en la Figura 1.16, el aparato está compuesto de un tubo

cilíndrico con una compuerta al fondo. El procedimiento del ensayo es el siguiente. Se llena el aparato de hormigón sin

compactación alguna. Tras 10 s de reposo, se abre la compuerta dejando fluir el

hormigón. Se mide el tiempo que tarda el hormigón en vaciar el cilindro. Este

tiempo no debe superar los 5 s.

Trampilla deslizante (abierta)

Altura de llenado

Puerta de toma de muestras

Trampilla deslizante (cerrada)

Obstáculo

Cavidad A

Cavidad B Cavidad B

Cavidad A


-29-

Figura 1.16. Dimensiones del ensayo de Orimet (en mm). El diámetro del orificio varía de 60 mm

para morteros a 90 mm para áridos cuyo tamaño máximo es 25 mm, pero el diámetro común es 80

mm. (De Schutter et al., 2008).

• Caja de relleno, filling vessel test o fill box en inglés. El objetivo de este ensayo

es evaluar la capacidad de paso del hormigón por una zona densamente armada.

Este ensayo fue desarrollado inicialmente (ver Figura 1.17a) por Ozawa en los

años 90 y se ha utilizado principalmente en Japón. Posteriormente, el ensayo

sufrió algunas modificaciones por Yurugi y Takada. En la Figura 1.17b se pueden

obervar las medidas actuales del recipiente que se usa.

a) b)

Figura 1.17. Ensayo de la caja de relleno: a) aparato original, y b) aparato modificado.

(Skarendahl et al., 2000).

El procedimiento del ensayo consiste en verter el hormigón por la sección y una

vez, que el flujo del hormigón no puede seguir fluyendo y se ha alcanzado el nivel

Llenado

Superficie

pata trasera del trípode


-30-

superior de las barras. Se mide la altura del hormigón a ambos lados de la caja

como se puede ver en la Figura 1.17b. El coeficiente de relleno (F) se determina

según la expresión 1.6.

1 2

1

1002

h hFh+

= × (1.6)

• Ensayo de columna, column technique en inglés. Su objetivo es determinar la

resistencia a segregación. En Estados Unidos, el ensayo está normalizado por la

norma ASTM C1610/C1610M-06a. La Figura 1.18 muestra las dimensiones y

configuración del molde cilíndrico. Se vierte el hormigón dentro del molde cilíndrico sin compactar, dejándolo reposar

durante 15 minutos. Transcurrido ese tiempo, se quitan las pinzas de la parte

superior y se extrae la masa de hormigón de dicha parte. Esta masa se lava sobre

un tamiz de 4,75 mm. El hormigón de la parte central se desecha y se repite el

mismo procedimiento que con el hormigón de la parte superior, pero con el de la

inferior. Se secan las dos masas de hormigón y se pesan y con ello se calcula el

porcentaje de segregación como se muestra en la expresión 1.7.

2 [ ] 100i S

i S

M MSM M

−= × ×

+ si iM > SM

(1.7)

0S = si iM ≤ SM


-31-

Figura 1.18. Dimensiones del equipo del ensayo de columna (ASTM C1610/C1610M-06a; ACHE,

2008).

• Tubo-U. Fue desarrollado en la Universidad Politécnica de Cataluña (Gomes et

al., 2001, 2002). Su objetivo es evaluar la resistencia a segregación tanto estática

como dinámicamente. Para la realización del ensayo se necesita utilizar un tubo

como el que se muestra en la Figura 1.19. El procedimiento del ensayo es el siguiente. Se vierte el hormigón por una de sus

bocas hasta que la otra queda enrasada sin compactación alguna. Se deja

reposar el hormigón entre 3 y 6 horas normalmente. Posteriormente, transcurrido

ese tiempo se abre el tubo y se cortan lonchas de 10 cm de espesor en diferentes

zonas. En la Figura 1.20 se muestran algunas imágenes del proceso del ensayo.

En cada una de esas lonchas, se determina el peso de árido hasta un tamaño de

5 mm. El parámetro que se obtiene es RsU que es la relación de segregación

obtenido como el cociente entre el mayor y el menor contenido de árido grueso

obtenido. Este parámetro debe ser igual o superior a 0,90.


-32-

Figura 1.19. Dimensiones del equipo del ensayo de tubo-U (ACHE, 2008).

Figura 1.20. Imágenes de la realización del ensayo de Tubo-U (ACHE, 2008).

• Estabilidad con tamiz, screen stability en inglés. Determina la resistencia a

segregación que tiene el hormigón. Para la realización del ensayo se necesita un

tamiz cuyo diámetro es de 315 mm y con una luz de malla de 5 mm. El

procedimiento del ensayo es el siguiente: se vierten 2 litros de hormigón sobre el

tamiz y transcurridos 2 minutos se pesa la lechada que ha atravesado el tamiz. En

la Figura 1.21 se muestra la realización del ensayo. El parámetro que se obtiene

es una relación de segregación que se calcula como el porcentaje en peso de la

lechada que ha pasado el tamiz frente al peso total de la muestra. Se recomienda

que dicho porcentaje se sitúe entre el 5% y el 15% (EFNARC, 2002).


-33-

Figura 1.21. Ensayo de estabilidad con tamiz (De Schutter et al., 2008).

• Ensayo de flujo vertical, vertical mesh-pass test en inglés. El objetivo de este

ensayo es evaluar la capacidad de paso del hormigón por una zona densamente

armada. Para la realización del ensayo se necesita un recipiente que en su parte

inferior simula una zona densamente armada como se muestra en la Figura 1.22.

Se vierten aproximadamente 30 litros de hormigón y se aplica una pequeña

presión de 0,1 kg/cm2. Posteriormente el hormigón empieza a fluir.

Figura 1.22. Ensayo del flujo vertical (Skarendahl et al., 2000).

• Ensayo de control al 100%. Es un ensayo de aceptación que se realiza con el fin

de evaluar la autocompactabilidad del 100% del hormigón que llega a obra antes

de su puesta en obra. Para la realización del ensayo se emplea una caja cuyas

dimensiones se muestran en la Figura 1.23 y donde la disposición de las barras

puede ser variable y se pueden ajustar al modelo que se tenga en la realidad. El

procedimiento del ensayo se puede ver en la Figura 1.24. (Okamura et al., 2000;

ACHE, 2008).

Hormigón

Malla de refuerzo


-34-

Figura 1.23. Dimensiones de la caja para el ensayo de control al 100% (Okamura et al., 2000;

ACHE, 2008).

a) b)

Figura 1.24. Ensayo de control al 100%: a) antes de la realización del ensayo, y b) detalle del

flujo del hormigón a través de la caja. (Skarendahl et al., 2000).

1.3.3. Exigencias de autocompactabilidad

Como ya se ha visto al comienzo de este apartado, en el hormigón autocompactante, se

tienen que cumplir simultáneamente los tres requisitos principales de auto-

compactabilidad que se evalúan a través de los ensayos descritos anteriormente. En

España, las normas UNE solamente recogen cuatro de los ensayos como ya se ha

mencionado y mediante esos ensayos las características de autocompactabilidad se

evalúan del siguiente modo:

Hormigón


-35-

• Capacidad de relleno: ensayos de escurrimiento y embudo en V.

• Resistencia de bloqueo: ensayo del embudo en V, caja en L y escurrimiento con

anillo japonés.

• Resistencia a la segregación: la Instrucción EHE-08 estipula que la resistencia a

segregación se mida indirectamente a través de los ensayos de escurrimiento con

y sin anillo japonés, y si se quiere de una manera directa se podría realizar con el

ensayo de columna o con el tubo-U, aunque son ensayos que no están recogidos

en las normas UNE.

En el Anejo 17 de la Instrucción EHE-08, en su Artículo 31.5º, se especifican los rangos

admisibles de los parámetros de los ensayos normalizados y que se recogen en la Tabla

1.2. Es importante destacar que se tienen que cumplir simultáneamente para así obtener

los requisitos de autocompactabilidad.

TABLA 1.2. Rango admisible de los ensayos normalizados (Instrucción EHE-08).

Ensayo Parámetro medido Rango admisible

Escurrimiento T50 T50 ≤ 8 seg

df 550 mm ≤ df ≤ 850 mm

Embudo en V TV 4 s ≤ TV ≤ 20 s

Caja en L CbL 0,75 ≤ CbL ≤ 1,00

Escurrimiento con anillo japonés dJF ≥ df – 50 mm

En la Tabla 1.3 se recogen los rangos recomendados de los ensayos que no están

normalizados en España.

En la Tabla 1.4 se recogen los rangos recomendados para los diferentes ensayos de

estado fresco por la EFNARC.


-36-

TABLA 1.3. Rango admisible de los ensayos no normalizados (ACHE, 2008).

Ensayo Parámetro medido Rango admisible

Caja en U h (altura de relleno) ≥ 300 mm

∆h (diferencia de altura) ≤ 30 mm

Orimet T (tiempo de flujo) T ≤ 6 s

Recipiente (fill box) F (coeficiente de relleno) F ≥ 90%

Estabilidad con el tamiz porcentaje de lechada tamizada ≤ 30%

Tubo en U RS (relación de segregación) ≥ 0,90

Columna % de segregación <10%

TABLA 1.4. Parámetros de los ensayos en estado fresco (EFNARC, 2002).

Ensayo Unidad Margen habitual de valores

Mínimo Máximo

Escurrimiento mm 650 800

T50 segundos 2 5

Anillo japonés mm 0 10

Embudo en V segundos 6 12

Embudo en V en 5 min segundos 0 3

Caja en L H2/H1 0,8 1

Caja U (H2-H1) mm 0 30

Caja de relleno % 90 100

Ensayo de estabilidad % 0 15

Orimet segundos 0 5


-37-

1.4. MÉTODOS DE DOSIFICACIÓN

1.4.1. Introducción

Como se ha especificado anteriormente, un hormigón autocompactante debe cumplir

simultáneamente sus propiedades en estado fresco por lo que su dosificación debe de

estudiarse cuidadosamente. En la bibliografía existente se han identificado tres factores

que influyen principalmente en el estado fresco del hormigón y son los siguientes:

• Volumen de árido grueso.

• Uso de aditivos superplastificantes y moduladores de la viscosidad, que como ya

se ha dicho anteriormente, si se usa más de un tipo de aditivo se deben realizar

pruebas de compatibilidad entre ambos y, entre el aditivo y el cemento.

• Las propiedades en estado fresco de la pasta y mortero.

Como se indica en su Artículo 71.3.2º del Anejo 17 de la Instrucción EHE-08, al dosificar

un hormigón autocompactante se deberán tener en cuenta las siguientes exigencias

relacionadas con el proyecto:

• Estructurales, como el espaciado entre barras de armadura, dimensiones del

elemento, caras vistas o la complejidad arquitectónica del encofrado, entre otras.

• Operativas, como la modalidad de llenado, velocidad y duración del mismo,

características del encofrado o la accesibilidad al camión hormigonera, entre

otras.

• Ambientales, como el clima y la temperatura en el momento del llenado,

temperatura de los materiales o la duración del transporte, entre otras.

• De prestaciones, como la clase de exposición ambiental, resistencia

característica entre otros requisitos del proyecto.

Muchos de los métodos de dosificación propuestos establecen la optimización de la

pasta, mortero y esqueleto granular por separado así como sus proporciones entre ellos.

La optimización de la pasta y del mortero es muy importante porque sirve de base para la

dosificación del hormigón autocompactante. Debe de ser fluida y cohesiva para evitar la

segregación de los áridos y exudación del agua. Estas propiedades se consiguen


-38-

mediante el empleo de adiciones minerales o moduladores de viscosidad o una

combinación de ambos.

El esqueleto granular es clave porque asegura que las características de fluidez del

hormigón sean adecuadas pero se debe de tener cuidado con el tamaño máximo y

cantidad del mismo para que no se produzca una resistencia al bloqueo y a la

segregación.

En los últimos años se han propuesto diversos métodos de dosificación para el hormigón

autocompactante siendo la mayoría empíricos, aunque también hay modelos teóricos o

semiteóricos, que se basan en sistemas iterativos hasta obtener la dosificación final. A

continuación se describen algunos de estos modelos.

1.4.2. Métodos de dosificación del hormigón autocompactante

1.4.2.1. Ensayos previos sobre pasta y morteros

Para la evaluación de la pasta y mortero de hormigones autocompactantes existen

diversos métodos entre los que destacan los siguientes:

• Ensayo de flujo de morteros. Fue propuesto por Okamura (Okamura et al.,

2000) para morteros. El procedimiento del ensayo es idéntico al ensayo de

escurrimiento para hormigones descrito anteriormente pero se emplea un molde

con menores dimensiones como se puede observar en la Figura 1.25. Los

parámetros que se miden son los diámetros r1 y r2 de la huella del hormigón. El

resultado del ensayo se expresa mediante el parámetro mΓ que se calcula según

las expresiones 1.8 y 1.9.

1 2

2r rr +

= (1.8)

2

0

Γ ( ) 1mrr

= − (1.9)


-39-

Figura 1.25. Ensayo de flujo de mortero (Skarendahl et al., 2000).

• Ensayo embudo en V. Fue propuesto por Okamura (Okamura et al., 2000) para

morteros. El procedimiento del ensayo es idéntico al ensayo del embudo en V

para hormigones descrito anteriormente, pero empleando un molde con menores

dimensiones como se puede observar en la Figura 1.26. Se mide el tiempo, t, que

tarda en fluir la muestra a través del embudo. El parámetro resultante del ensayo

es mR que se calcula según la expresión 1.10.

10

mRt

= (1.10)

Figura 1.26. Ensayo de embudo en V de mortero (Skarendahl et al., 2000).

• Ensayo del cono de Marsh. Este ensayo está normalizado (UNE-EN 445:1996).

Se emplea durante la fase de diseño para evaluar la compatibilidad entre el

cemento, el aditivo y las adiciones empleadas y se obtiene el punto de saturación

del aditivo (Gettu et al., 2003). Se utiliza un recipiente en forma de embudo cónico

cuya apertura de salida es de 8 mm como se puede observar en la Figura 1.27

para la realización del ensayo. Se introduce un litro de pasta por el embudo y se

mide el tiempo que tarda en salir la cantidad de 500 ml.

Mortero

Cono de flujo

t: tiempo de salida (s)


-40-

Figura 1.27. Cono de Marsh (Gettu et al., 2003; ACHE, 2008).

• Ensayo del mini-cono, mini-slump en inglés. Fue propuesto por Kantro en 1980 y

se emplea durante la fase de diseño para la optimización del contenido de adición,

también se utiliza para obtener el punto de saturación del aditivo (ver definición en

apartado 1.4.2.7) (Gettu et al., 2003). Para la realización del ensayo se emplea un

molde como se muestra en la Figura 1.28, el cual se rellena con la muestra de

pasta a ensayar. Los parámetros que se obtienen son el diámetro final y el tiempo

transcurrido hasta alcanzar un diámetro de 115 mm.

Figura 1.28. Mini-cono (Kantro, 1980; Gettu et al., 2003; ACHE, 2008).


-41-

1.4.2.2. Método de dosificación CBI

El método de dosificación de CBI (Swedish Cement and Concrete Institute) fue

desarrollado por Peterson (1996) y Billberg (1999b). El método consta de tres fases. En la

primera de ellas se determina el volumen mínimo de pasta. En la segunda fase se

obtiene la composición de la pasta, y en la tercera se comprueban las propiedades físicas

del hormigón, tanto en estado fresco como en estado endurecido (Petersson et al., 1996;

Gettu et al., 2003, 2004).

Una de las diferencias de este método respecto a los otros es que se tiene en cuenta el

volumen de huecos en el esqueleto granular, y ello determina el volumen mínimo de

pasta necesario para llenar todos los huecos existentes entre las partículas de los áridos

y recubriéndolas. De esta manera se evita el bloqueo ante la presencia de obstáculos. El

volumen de huecos se calcula a partir del grado de compacidad de distintas relaciones

entre el árido grueso y el árido fino.

La determinación del mortero se obtiene a través del ajuste de la relación entre el factor

agua/conglomerante y los aditivos (superplastificante o moduladores de viscosidad o

ambos) a través de un viscosímetro.

1.4.2.3. Método de dosificación LCPC

El método de dosificación LCPC (Laboratoire Central des Ponts et Chaussées) fue

desarrollado por Sedran et al. (1996). Se basa en el modelo de suspensión de sólidos

(De Larrard et al., 1997) cuyo principio es que parte del agua del hormigón se emplea

para rellenar los huecos entre el esqueleto granular (árido más ligantes) y el resto para

controlar la trabajabilidad (ACHE, 2008).

Este modelo utiliza un programa informático para la optimización del esqueleto granular

con el mínimo de huecos llamado Solid Suspension Model basado en las experiencias

obtenidas mediante la utilización de un reómetro tipo BTRHEOM en cuanto a la elección

de los materiales, granulometrías, la compatibilidad entre el cemento y los aditivos y el

contenido de cemento y las adiciones.


-42-

1.4.2.4. Método general de dosificación

El método general de dosificación fue propuesto por Okamura y Ozawa en 1998.

Probablemente sea el método más usado. Se considera al hormigón dividido en dos

fases. La primera sería el árido grueso y, la segunda el mortero incluyendo la pasta de

cemento y los áridos finos. El procedimiento es el siguiente (ACHE, 2088):

1. Se fija el contenido de árido grueso en el 50% del volumen de sólidos total del

hormigón.

2. Se fija el árido fino en el 40% sobre el volumen de mortero.

3. La relación agua/(cemento+filler) se asume en el rango de 0,9 a 1% en volumen,

dependiendo de las propiedades del cemento y adiciones empleadas.

4. La cantidad de superplastificante y la relación agua/conglomerante se ajusta

mediante ensayos sobre la pasta.

5. El procedimiento concluye cuando se alcanza un diámetro de 650 mm en el

ensayo de escurrimiento sobre hormigón.

1.4.2.5. Métodos de dosificación basados en el método general

Ha habido un gran número de modificaciones y desarrollos del método general cuyos

objetivos son optimizar la pasta y permitir usar un amplio rango de materiales. Entre ellos

destacan los siguientes:

• Universidad Tecnológica de Kochi. Edamatsu et al. (1999) desarrollaron un

método para determinar el contenido de árido fino del mortero con el objetivo de

poder usar cualquier tipo de cemento, adición o árido fino independientemente de

su naturaleza y distribución y tamaño de partícula. La interacción entre el mortero

y el árido se evaluó sobre mezclas en las cuales se utilizaron “áridos de vidrio” de

10 mm de diámetro. Los ensayos se realizan con el embudo en V para morteros

(Figura 1.26). El parámetro que se obtiene es el índice de capacidad de llenado

del hormigón que es la razón entre los tiempos obtenidos en los ensayos del

embudo en V para un mismo mortero con y sin “áridos de vidrio”. Este índice

obtenido permite reducir el volumen de pasta.

• Universidad de Tokio. Ouchi et al. (1997, 1998) desarrollaron un método para

determinar satisfactoriamente la relación agua/cemento y la cantidad de aditivo.


-43-

Cada parámetro se determina de manera independiente minimizando el número

de ensayos a realizar. Los ensayos que se realizan son el ensayo de flujo y el de

embudo en V para morteros (Figuras 1.25 y 1.26, respectivamente). Los ensayos

demostraron que existe una relación entre mR y mΓ , que es (Skarendahl et al.,

2000):

o lineal para cualquier cantidad de superplastificante por peso de cemento

( pSP ), y,

o 0,4m mR A= ⋅Γ para cualquier valor de la razón en volumen entre el agua y el

cemento ( w

p

VV ).

Existe una única combinación de w

p

VV y pS

P para cualquier combinación de mΓ y

mR .

• Universidad de Delft. Pelova et al. (1998) redujeron en un 10% el contenido de

pasta respecto al método general de dosificación debido al factor máximo de

empaquetamiento que se consiguió aumentando el volumen de árido grueso de

un 50% a un 60%. El tamaño máximo del árido se limitó a 16 mm.

• University College London. Este método fue desarrollado por Domone et al.

(1999) optimizando linealmente la mezcla de agua, partículas finas y áridos,

basándose en el método general de dosificación. En la Tabla 1.5 se muestran los

límites de las proporciones propuestos para alcanzar la autocompactabilidad de

las mezclas de hormigón.

Al igual que en el método general de dosificación, la relación agua/finos se obtiene

con el ensayo de flujo para morteros (Figura 1.25). Los ensayos que se realizan

sobre el hormigón son el ensayo de escurrimiento, embudo en V y caja en U,

donde en la Tabla 1.6 se muestran los valores objetivo dependiendo del tamaño

máximo de árido.


-44-

TABLA 1.5. Rangos propuestos por Domone et al. (1999).

Tamaño máximo de árido 20 mm

Tamaño máximo de árido 10 mm

Contenido de árido grueso (kg/m3)

0,5 x peso seco compactado del árido

0,50 – 0,54 x peso seco compactado del árido

Máximo contenido de agua (kg/m3) 200

agua/cemento, en peso 0,28 – 0,40 0,28 – 0,50

agua/(cemento+filler+árido fino),

en peso 0,12 – 0,14 0,12 – 0,17

Volumen de pasta (m3/m3 de hormigón) 0,38 – 0,42

Volumen de arena / volumen de mortero

(vfa/vm)

a/c vfa/vm a/c vfa/vm

< 0,3 0,30 – 0,34 0,34 – 0,40 0,40 – 0,50

0,4 0,40 – 0,45 0,45 – 0,47 no emplear

< 0,3 0,30 – 0,34 0,34 – 0,40 0,40 – 0,50

0,4 0,40 – 0,450,45 – 0,47

> 0,45

TABLA 1.6. Valores de ensayos propuestos por University College London (Skarendahl

et al., 2000).

Tamaño máximo de árido (mm)

Ensayo de escurrimiento (mm)

Ensayo de embudo en V (s)

Ensayo de caja en U (mm)

20 650 - 700 4 – 10 300 – 350

10 600 - 700 2 – 4 300 – 350

1.4.2.6. Método de dosificación JSCE

El método de dosificación JSCE (Sociedad de Ingenieros Civiles de Japón) hace una

distinción entre hormigones autocompactantes con finos, con agente modulador de

viscosidad y con ambos simultáneamente. En el primero de ellos especifica que el

contenido de árido grueso, cuyo tamaño máximo se sitúa en 20 ó 25 mm, depende del

grado de compactibilidad que se desee obtener y, el contenido de finos del hormigón está

comprendido entre el 16 y el 19% del total. En el segundo, se utiliza un agente

modificador de viscosidad; el método únicamente fija el contenido de árido grueso. Y, por


-45-

último, si se emplean finos y agente modificador de viscosidad se especifica el contenido

de áridos y una mínima cantidad de finos (Gettu et al., 2003, 2004a).

1.4.2.7. Método de dosificación UPC

El método de dosificación de la UPC (Universidad Politécnica de Cataluña) fue propuesto

por Gomes et al. (2001). Inicialmente se desarrolló para hormigones autocompactantes

de alta resistencia, pero actualmente se ha generalizado para hormigones de resistencias

medias. Se basa en la optimización de la composición de la pasta (formada por cemento,

adición, agua y superplastificante) y el esqueleto granular (formado por árido fino y

grueso) por separado, para posteriormente combinar ambas optimizaciones (ver Figura

1.29).

Lo primero que se realiza es la selección de los materiales y se fijan las relaciones

agua/cemento y humo de sílice/cemento, si es el caso. Mediante el cono de Marsh, se

determina la dosificación de superplastificante a fin de buscar el punto de saturación que

es la relación entre el superplastificante y el cemento. El punto de saturación es aquel

que un incremento de aditivo no mejora la fluidez de la mezcla (Gettu et al., 2004a).

Como el punto de saturación depende de la relación filler/cemento, se debería de realizar

el ensayo para los distintos valores de dicha relación, se puede adoptar como orden de

magnitud de 0,1 a 0,5 la relación filler/cemento.

Una vez fijado el punto de saturación del superplastificante se determina la dosificación

óptima del filler mediante el ensayo de mini-cono de Kantro (Figura 1.28). Se recomienda

que el diámetro de extensión de flujo esté en el rango de 180 mm ± 10 mm, que para el

caso de hormigones autocompactantes de altas resistencia se sitúa el parámetro T115 en

un rango de 2 a 3,5 s.

La composición del esqueleto granular (arena y grava) se determina experimentalmente

mediante el criterio de máxima compacidad en seco según la norma ASTM C29/CM29. El

objetivo es obtener el mínimo contenido de huecos.

Posteriormente se determina el mínimo volumen de pasta necesario para satisfacer los

requisitos de resistencia y autocompactabilidad del hormigón requerido (Gettu et al.,

2004a). Se fabrican diversos hormigones en los que el contenido de pasta se va

incrementando hasta alcanzar el mínimo volumen de pasta que satisfaga con los


-46-

requerimientos de autocompactabilidad que se evalúan a través de los ensayos de

caracterización de estado fresco visto anteriormente.

Figura 1.29. Esquema del método de dosificación UPC (Gomes et al., 2001; ACHE, 2008).

1.4.2.8. Método de dosificación EFNARC

EFNARC no presenta ningún modelo de dosificación en particular, únicamente da una

serie de pasos para la dosificación del hormigón autocompactante, especificando las

siguientes condiciones:

• Relación en volumen agua/finos: 0,80-1,10.

• Contenido de finos: 400-600 kg/m3.

• Granulometría de la arena situada entre 0,125 y 4 mm.

El proceso de dosificación se establece según los siguientes pasos:

1. Se fija el contenido de aire deseado.

2. Se fija la relación agua/cemento dependiendo de los requisitos del hormigón.

3. Se determina el volumen del árido grueso en función de su densidad situándolo

entre el 50% y el 60%.

4. La cantidad de arena viene determinada en función de las propiedades de la pasta

y se sitúa en un rango entre el 40-50% del volumen del mortero.


-47-

5. Se diseña la pasta experimentalmente mediante el ensayo de flujo de mortero con

diferentes relaciones de agua/finos. Mediante una regresión lineal con los

resultados obtenidos se obtiene la relación buscada.

6. Mediante los ensayos de flujo y embudo en V para morteros se determina la

relación agua/finos y la cantidad de superplastificante. La relación agua/finos varía

en un margen de 0,8 a 0,9 del valor obtenido en el proceso anteriormente

descrito.

7. Se evalúa el hormigón mediante los ensayos de caracterización en estado fresco

vistos anteriormente.

1.4.2.9. Método de dosificación ACI

El método de dosificación de la ACI (ACI, 2007) parte del resultado del ensayo de

escurrimiento. A partir de este resultado se ajustan las proporciones de los materiales

siguiendo las recomendaciones de las Tablas 1.7 y 1.8. Una vez fijada la dosificación, se

fabrica el hormigón y se realizan los ensayos de caracterización en estado fresco. En

base a esos resultados se ajusta la dosificación hasta que se alcancen las propiedades

de autocompactabilidad.

TABLA 1.7. Sugerencia del contenido de finos de la ACI para 1 m3 de hormigón

(ACI, 2007).

Ensayo de escurrimiento (mm)

< 550 550 – 600 > 650

Contenido de finos (kg)

355 – 385 385 – 445 > 458


-48-

TABLA 1.8. Valores recomendados para la dosificación de un hormigón autocompactante

según la ACI (ACI, 2007).

Parámetro Recomendación

% Grava (< 12 mm) 28 – 32

% Pasta 34 – 40

% Mortero 68 – 72

Agua / cemento 0,32 – 0,45

Contenido de cemento (kg) 386 – 475

1.4.3. Composición orientativa de la mezcla

En el Anejo 17 de la Instrucción EHE-08, en su Artículo 71.3.2º, se definen unos rangos

típicos de los materiales constituyentes del hormigón autocompactante y están recogidos

en la Tabla 1.9.

La Tabla 1.10 muestra los rangos típicos de contenido en peso y contenido en volumen

de los materiales constituyentes del hormigón autocompactante propuestos por EFNARC.

En la bibliografía existen diversas dosificaciones publicadas como se puede observar en

las Figuras 1.30 y 1.31. La primera corresponde a dosificaciones para hormigones

autocompactantes de resistencias medias y, la segunda a dosificaciones de hormigones

autocompactantes de altas resistencias.


-49-

TABLA 1.9. Rangos típicos para la dosificación de un hormigón autocompactante según

la Instrucción EHE-08 (ACHE, 2008).

Material Contenido

Filler (*) ≤ 250 kg/m3

Cemento 250 - 500 kg/m3

Finos totales (cemento+filler+adiciones) 450 - 600 kg/m3

Pasta (cemento+filler+adiciones+agua) >350 l/m3

Árido grueso (tamaño máximo: 25 mm) ≤ 50 %

(*) Incluyendo la adición caliza del cemento y partículas de los áridos < 63 µm

NOTA: las limitaciones de contenido de agua y cemento quedarán precisadas

según las condiciones de exposición definidas en la Instrucción.

TABLA 1.10. Rangos típicos para la dosificación de un hormigón autocompactante según

EFNARC (EFNARC, 2002).

Material Contenido en peso (kg/m3)

Contenido en volumen (l/m3)

Cemento 380 – 600

Pasta 300 – 380

Agua 150 – 210 150 – 210

Árido grueso 750 – 1000 270 – 360

Árido fino (arena) 48 – 55% del peso total del

árido

Volumen agua / Volumen de cemento 0,85 – 1,10


-50-

Figura 1.30. Dosificación de un hormigón autocompactante de resistencias medias (Gettu et al.,

2003, 2004a).

Figura 1.31. Dosificación de un hormigón autocompactante de alta resistencia (Gettu et al., 2003,

2004a).


-51-

1.4.4. Designación del hormigón autocompactante

La designación del hormigón autocompactante es similar a la del hormigón convencional

con la salvedad de usar las siglas AC como indicativo de la consistencia, según se

especifica en el Artículo 39.2º del Anejo 17 de la Instrucción EHE-08. Pero dentro de esta

categoría se puede clasificar el hormigón autocompactante en función de su grado de

autocompactabilidad expresándose a través de los valores específicos que deben de

cumplir en los diferentes ensayos.

Según lo anterior, el citado anejo establece tres clasificaciones de autocompactabilidad

según: el diámetro final T50 del ensayo de escurrimiento (Tabla 1.11); el tiempo TV del

ensayo del embudo en V (Tabla 1.12); y la resistencia al bloqueo (Tabla 1.13).

TABLA 1.11. Clasificación de autocompactabilidad en función del ensayo de

escurrimiento (Instrucción EHE-08).

Clase Rango

AC-E1 550 mm ≤ df ≤ 650 mm

AC-E2 650 mm < df ≤ 750 mm

AC-E3 750 mm < df ≤ 850 mm

TABLA 1.12. Clasificación de autocompactabilidad en función del ensayo del embudo en

V (Instrucción EHE-08).

Clase Rango

AC-V1 10 s ≤TV ≤ 20 s

AC-V2 6 s ≤TV ≤ 10 s

AC-V3 4 s ≤TV ≤ 6 s

Existen otras clasificaciones citadas en la bibliografía y entre ellas no existe unanimidad

en cuanto a las diferentes clases que puede haber en un hormigón autocompactante

respecto a su grado de autocompactabilidad. A continuación se van a describir dos de las

clasificaciones encontradas en las referencias. La primera es la clasificación propuesta

por Walraven (2003) donde relaciona las clases de autocompactabilidad con el tipo de

aplicación como se puede observar en la Figura 1.32. En dicha Figura, SF y VF/VS


-52-

equivalen respectivamente a AC-E y AC-V según la clasificación de la Instrucción EHE-

08.

TABLA 1.13. Clasificación de autocompactabilidad en función de la resistencia al bloqueo

(Instrucción EHE-08).

Clase Exigencia de la característica

Criterio por el ensayo de escurrimiento con

anillo japonés Criterio por el ensayo

de la caja en L

AC-RB1

Exigible cuando el tamaño máximo del árido sea superior a 20 mm o el

espesor de los huecos por los que pase el hormigón

esté comprendido entre 80 y 100 mm

dJF ≥ df −50 mm, con un anillo de 12 barras ≥ 0,80 con dos barras

AC-RB2

Exigible cuando el tamaño máximo del árido sea igual o inferior a 20 o el espesor de los huecos por los que

pase el hormigón esté comprendido entre 60 y 80

mm

dJF ≥ df −50 mm, con un anillo de 20 barras ≥ 0,80 con tres barras

Figura 1.32. Clasificación propuesta por Walraven (Walraven, 2003; ACHE, 2008).

La segunda clasificación es la propuesta por las recomendaciones europeas (EFNARC,

2002) que se muestra en las Tablas 1.14-18.


-53-

TABLA 1.14. Clasificación europea en función del ensayo de escurrimiento (df)

(EFNARC, 2002).

Clase Rango df (mm)

SF1 550 a 650

SF2 660 a 750

SF3 760 a 850

TABLA 1.15. Clasificación europea en función del ensayo de escurrimiento (T500)

(EFNARC, 2002).

Clase Rango T500 (s)

VS1 ≤ 2

VS2 >2

TABLA 1.16. Clasificación europea en función del ensayo del embudo en V (TV)

(EFNARC, 2002).

Clase Rango TV (s)

VF1 ≤ 8

VF2 9 a 25

TABLA 1.17. Clasificación europea en función del ensayo de la caja en L (CbL)

(EFNARC, 2002).

Clase Rango CbL

PA1 ≥ 0,80 con 2 barras

PA2 ≥ 0,80 con 3 barras


-54-

TABLA 1.18. Clasificación europea en función de la resistencia de segregación

(EFNARC, 2002).

Clase Rango %

SR1 ≤ 20

SR2 ≤ 15

1.5. CARACTERIZACIÓN DE LOS HORMIGONES AUTOCOMPACTANTES EN ESTADO ENDURECIDO

Los hormigones autocompactantes se pueden considerar de una forma similar a los

hormigones convencionales pudiéndose aplicar las mismas formulaciones del hormigón

convencional, pero teniendo en cuenta que son aproximativas.

Debido a las diferencias en dosificación entre el hormigón autocompactante y el

convencional, en los últimos años se han realizado diversas investigaciones sobre las

propiedades en estado endurecido del hormigón autocompactante. Hay que destacar que

cuando se compara un hormigón autocompactante con uno convencional en estado

endurecido, se hace con hormigones de resistencias similares.

1.5.1. Resistencia a compresión

La resistencia a compresión es una de las propiedades más importantes del hormigón

donde la relación agua/cemento juega un papel decisivo, pero en el autocompactante

influyen otros factores como son: una microestructura más densa, el tamaño máximo del

árido, la ausencia de vibración, el empleo de adiciones activas o una baja relación

agua/finos entre otros factores (Skarendahl, et al., 2000; Klug et al., 2003; Georgiadis et

al., 2007; Agranati, 2008) que hacen que, de forma general, se pueda decir que la

resistencia a compresión es mayor en un hormigón autocompactante que en uno

convencional, ambos con igual relación agua/cemento.

La vibración puede ser también un factor importante porque si un hormigón convencional

tiene una mala vibración se producen coqueras en su interior y, por lo tanto, no se

desarrollan adecuadamente sus propiedades. En cambio, en el hormigón

autocompactante este problema desaparece.


-55-

Otro de los posibles factores que pueden influir notablemente en el desarrollo de

resistencias son los superplastificantes de tipo policarboxilatos. Según la ACI (2007), este

tipo de aditivos hacen que se mejore la resistencia a compresión sobre la que se tendría

si se usasen otro tipo de aditivos en el hormigón autocompactante. Además, también

recomienda determinar la resistencia a compresión a 91 días debido a que se mejoran las

propiedades del hormigón autocompactante por el mayor contenido de material

cementante.

En la bibliografía existente no existe consenso sobre cómo se desarrolla la resistencia a

compresión en el hormigón autocompactante respecto al convencional como se puede

ver a continuación (Agranati, 2008):

• Song et al. (2001) dicen que el desarrollo de la resistencia a compresión es más

lento en el hormigón autocompactante que en el convencional, debido al uso de

adiciones activas.

• Persson (2005) indica que la resistencia a compresión, a edades tempranas, es

mayor en el hormigón autocompactante.

• Parra et al. (2007) determinan que la resistencia es equivalente en ambos

hormigones si se emplea el mismo tipo de cemento y la misma relación

agua/cemento.

1.5.2. Resistencia a tracción indirecta

La resistencia a tracción indirecta está muy relacionada con la resistencia a compresión,

de tal manera que un aumento de la resistencia a compresión conlleva un aumento de la

resistencia a tracción indirecta. En el hormigón convencional uno de los factores que

influyen en la resistencia a tracción indirecta es la adherencia entre el cemento y los

áridos dentro de la zona de transición (Mehta, 1993), pero en el autocompactante influyen

otros factores como la microestructura, el proceso de microfisuración o las características

de la zona de transición (Agranati, 2008).

En la bibliografía existente no existe consenso en cuanto a esta característica del

hormigón como se ve a continuación (Agranati, 2008):

• Las recomendaciones AFGC (2002) asumen que la resistencia a tracción indirecta

en el hormigón autocompactante es equivalente a la del convencional.


-56-

• Klug et al. (2003) indican que la resistencia a tracción indirecta es ligeramente

mayor en el hormigón autocompactante.

• Parra et al. (2007) determinan que la resistencia a tracción es un 18% menor en el

hormigón autocompactante (adición filler calizo) respecto al convencional, siendo

ambos hormigones de equivalente resistencia a compresión.

• Dinakar (2007) muestra que la resistencia a tracción es entre un 7-11% mayor en

el hormigón autocompactante (alto contenido de ceniza volante como adición)

respecto al convencional.

1.5.3. Módulo de elasticidad

El módulo de elasticidad es un parámetro del hormigón que está relacionado con las

deformaciones y depende básicamente de tres factores en el hormigón convencional:

árido, pasta y la zona de transición entre la pasta y el árido. Dichos factores también son

válidos para el caso del hormigón autocompactante.

El primer factor es el árido. Se puede considerar que la naturaleza del árido en ambos

hormigones es igual pero varía el volumen del mismo, ya que en el hormigón

autocompactante se reduce el volumen del árido grueso por lo que conlleva una

disminución del módulo de elasticidad.

El segundo factor es la pasta. El hormigón autocompactante tiene un alto contenido de

adiciones y un volumen elevado de pasta y esto crea comportamientos inversos debido a

que el primero aumenta el módulo de elasticidad, pero el gran volumen de pasta

disminuye el módulo.

Por último, la zona de transición entre la pasta y el árido es la zona más débil del

hormigón donde puede aparecer microfisuración. Es la zona más importante para el

desarrollo de las propiedades mecánicas del hormigón.

En general, se relaciona el módulo de elasticidad con la resistencia a compresión en la

mayoría de las formulaciones existentes para el hormigón convencional y que, en

principio, son aplicables al hormigón autocompactante. Pero estas fórmulas habituales

sobrevaloran el valor del módulo de elasticidad para el caso del autocompactante entre


-57-

un 7 y un 15% (AFGC, 2002; Grupo de Proyecto Europeo (GPE), 2005; ACHE, 2008), no

siendo importantes estas diferencias.

En general se puede decir que el módulo de elasticidad del hormigón autocompactante

es menor respecto al del convencional según las investigaciones existentes en la

bibliografía donde destacan las siguientes (Agranati, 2008):

• Vieira et al. (2003) llevaron a cabo un estudio con hormigones cuya resistencia era

aproximadamente 45 MPa y como adición emplearon ceniza volante y filler calizo

y, determinaron que el módulo de elasticidad, a edades cortas, es mayor en el

hormigón convencional que en el autocompactante, pero a largo plazo ocurre lo

contrario. A edades cortas influye el volumen de áridos porque el volumen de

pasta es bajo, pero a largo plazo hay una mayor hidratación y, por lo tanto, un

elevado volumen de pasta.

• Chopin et al. (2003) estudiaron cinco mezclas de hormigón autocompactante y

una de hormigón convencional y, confirmaron que el módulo de elasticidad

disminuye con el aumento del volumen de pasta, pero las diferencias no fueron

importantes.

• Pons et al. (2003) realizaron una investigación con ocho tipos de hormigones

autocompactantes y cuatro tipos de hormigones convencionales utilizando como

adición caliza y humo de sílice. No obtuvieron diferencias notables entre el módulo

de elasticidad de ambos hormigones.

• Leemann et al. (2005) obtuvieron que el módulo de elasticidad en el hormigón

autocompactante es aproximadamente un 15% menor con respecto al

convencional y este aumento lo relacionaron con el aumento del volumen de

pasta.

• Georgiadis et al. (2007) estudiaron la influencia de diversos tipos de adiciones

sobre el módulo de elasticidad y concluyeron que era menor en un hormigón

autocompactante respecto al convencional y, que esa reducción dependía de la

naturaleza de las adiciones.

1.5.4. Retracción

La retracción se produce por la pérdida de agua y se puede dividir en dos tipos. El primer

tipo es la retracción endógena que se da en las primeras edades del hormigón debido a


-58-

la pérdida de agua que se ha consumido en la fase de hidratación del cemento. El

segundo tipo es la retracción por secado que se produce a largo plazo debido a la

pérdida de agua por evaporación.

Debido a que el hormigón autocompactante tiene un mayor volumen de pasta respecto al

hormigón convencional, la retracción endógena es ligeramente superior en el primero. En

cambio, la retracción por secado es inferior en el hormigón autocompactante respecto al

convencional.

En los últimos años se han desarrollado numerosos estudios sobre la retracción en el

hormigón autocompactante y sobre la forma en que afecta la dosificación de la mezcla a

esta propiedad, teniendo en cuenta desde la naturaleza y tipo de la adición, cemento y

áridos hasta las relaciones entre agua/cemento y agua/finos.

En el caso del hormigón autocompactante, la relación de agua/finos y el contenido de

árido influyen de forma opuesta sobre la retracción. Al reducir el contenido de árido, la

retracción debe de aumentar y, por el otro lado, la elevada relación agua/finos de la

mezcla contribuye a una disminución de la misma (Agranati, 2008).

Los modelos de cálculo de retracción existentes se pueden aplicar en los hormigones

autocompactantes debido a que no se aprecian diferencias destacables en el cálculo de

la retracción entre los hormigones autocompactantes y los convencionales como se

reflejan en diversas investigaciones, pero hay que tener en cuenta que sí que existen

diferencias de precisión entre los diferentes modelos de cálculo.

Dentro de las amplias investigaciones existentes en la bibliografía destacan las siguientes

(Agranati, 2008):

• Chan et al. (2000) estudiaron la retracción del hormigón autocompactante

expuesto a diferentes condiciones ambientales y determinaron que la retracción

es mayor en el hormigón autocompactante con respecto al convencional en

condiciones ambientales similares.

• Según Hammer et al. (2001) la distribución del tamaño del árido influye

significativamente en la retracción del hormigón.

• Song et al. (2001) investigaron la influencia de la finura de la escoria como adición

y llegaron a la conclusión que la finura de la escoria influye notablemente sobre la


-59-

retracción a edades cortas debido a que era mayor cuanto más fina fuese la

escoria.

• Chopin et al. (2003) realizaron un estudio de la influencia del volumen de pasta, la

relación grava/arena, el contenido de superplastificante y la resistencia a

compresión sobre la retracción. Se concluyó que la resistencia a compresión es el

factor más determinante, que el volumen de pasta no implica un aumento de la

retracción, y que el tipo de adición puede influir sobre la retracción autógena.

• Assié et al. (2003) concluyeron que la retracción era ligeramente superior en el

hormigón autocompactante respecto al hormigón convencional.

• Viera et al. (2003) realizaron un estudio con hormigones de resistencia a

compresión aproximadamente de 45 MPa utilizando ceniza volante y caliza como

adiciones. Determinaron que el comportamiento de ambos tipos de hormigones

era similar frente a retracción.

• Poppe et al. (2005a) estudiaron el efecto del contenido de filler calizo sobre seis

mezclas de hormigón autocompactante. Obtuvieron que la retracción no sólo

dependía de la relación agua/cemento, sino también de la relación agua/finos.

• Leemann et al. (2005) realizaron un estudio con nueve tipos de hormigones

autocompactantes con adición de ceniza volante y cuatro tipos de hormigones

convencionales. Determinaron que la retracción en el hormigón autocompactante

era un 30% mayor respecto al convencional y este aumento lo relacionaron con el

aumento del volumen de pasta.

• Persson (2005) determinó que, debido al menor contenido de árido grueso en el

hormigón autocompactante, la retracción era aproximadamente un 20% mayor

que en el convencional.

• Seng et al. (2005) estudiaron la retracción en diversas mezclas de hormigón

autocompactante pero con diferente contenido de filler calizo en piezas

pretensadas y concluyeron que el contenido de filler no influía en la retracción del

hormigón.


-60-

1.5.5. Fluencia

La fluencia es el aumento de la deformación que se produce en el hormigón cuando está

sometido a una tensión constante. Es un proceso complejo y está relacionado con la

retracción por lo que los factores que influyen sobre ambas son similares.

Cuando se aplica una tensión sobre el hormigón, este experimenta una deformación

elástica y otra plástica, esta segunda deformación es la fluencia. Es complejo determinar

exactamente la deformación elástica porque ésta depende de la velocidad de puesta en

carga del hormigón (Fernández Cánovas, 2007).

La fluencia solamente ocurre en la pasta del cemento, por lo que depende en gran

medida de la relación agua/cemento y del contenido de cemento. La función del árido es

retener las deformaciones por lo que a mayor volumen de árido grueso, la fluencia será

menor. Debido a que en el hormigón autocompactante se reduce el volumen de árido

grueso respecto al convencional, es de esperar que la fluencia en el primero será mayor

que en el segundo. Otro de los factores de los que depende la fluencia es la resistencia a

compresión, a mayor resistencia, menor es la fluencia que presenta el hormigón.

En los últimos años se han desarrollado numerosas investigaciones en el estudio de la

fluencia de hormigones autocompactantes y, en ellos se recomienda seguir los modelos

de cálculo de fluencia de los hormigones convencionales ya que no se aprecian

diferencias significativas.

Dentro de las investigaciones existentes en la bibliografía destacan las siguientes

(Agranati, 2008):

• Song et al. (2001) investigaron la influencia de la finura de la escoria como adición

y llegaron a la conclusión que la finura de la escoria influye notablemente sobre la

fluencia a edades cortas debido a que era menor cuanto más fina fuese la escoria.

Además los resultados indicaron que los modelos de cálculo de fluencia

subestiman la fluencia del hormigón autocompactante a edades cortas.

• Proust et al. (2001) realizaron una investigación con ocho tipos de hormigones

autocompactantes y cuatro tipos de hormigones convencionales en probetas

curadas al aire y selladas y no observaron diferencias en la fluencia entre ambos

hormigones.


-61-

• Chopin et al. (2003) realizaron un estudio de la fluencia en un hormigón

autocompactante en probetas curadas al vapor y se analizó la influencia de la

tensión aplicada, el contenido de pasta, la resistencia a compresión, el contenido

de superplastificante y la relación grava/arena. Se concluyó que: la fluencia se

incrementó con el aumento de la tensión aplicada; que el contenido de pasta no

influyó sobre la fluencia como se esperaba; la fluencia disminuyó en hormigones

con mayor resistencia a compresión; que el contenido menor de grava aumentó el

valor de la fluencia; que la cantidad y tipo de superplastificante no influyó sobre la

fluencia.

• Vieira et al. (2003) llevaron a cabo un estudio con hormigones cuya resistencia era

aproximadamente 45 MPa y como adición emplearon ceniza volante y filler calizo

y, concluyeron que el hormigón autocompactante es más deformable que el

hormigón convencional debido a que su contenido de árido es menor.

• Assié et al. (2003) determinaron que la fluencia en el hormigón autocompactante

es mayor que en el convencional por el alto contenido de pasta.

• Poppe et al. (2005a) estudiaron el efecto del contenido de filler calizo sobre seis

mezclas de hormigón autocompactante. De sus investigaciones obtuvieron que la

fluencia no sólo dependía de la relación agua/cemento, sino también de la

relación agua/finos.

• Leemann et al. (2005) realizaron un estudio con nueve tipos de hormigones

autocompactantes con adición de ceniza volante y cuatro tipos de hormigones

convencionales. Obtuvieron que la fluencia en el hormigón autocompactante era

un 30% mayor respecto al convencional y este incremento lo relacionaron con el

aumento del volumen de pasta.

• Persson (2005) estudió la fluencia en hormigones de alta resistencia con cuatro

hormigones autocompactantes y uno convencional y, determinó que el coeficiente

de fluencia era ligeramente menor en las mezclas de hormigones

autocompactantes.

• Seng et al. (2005) estudiaron la fluencia en diversas mezclas de hormigón

autocompactante, con diferente contenido de filler calizo, en piezas pretensadas y

observaron que el coeficiente de fluencia es superior con mayores contenidos de

filler calizo.


-62-

1.6. DURABILIDAD DE HORMIGONES AUTOCOMPACTANTES

Según el Artículo 37º de la Instrucción EHE-08, la durabilidad de una estructura de

hormigón es su capacidad para soportar, durante la vida útil para la que ha sido

proyectada, las condiciones físicas y químicas a las que está expuesta, y que podrían

llegar a provocar su degradación como consecuencia de efectos diferentes a las cargas y

solicitaciones consideradas en el análisis estructural.

Los principales factores que afectan a la durabilidad son el transporte de fluidos, la

temperatura y la humedad, según el Código Modelo CEB-FIP (1990). El transporte de

fluidos está condicionado, entre otros factores, por la microestructura y por la zona de

transición entre la pasta y el árido.

Según el Anejo 17 de la Instrucción EHE-08, en su Artículo 37.3º, la zona de transición en

un hormigón autocompactante es más densa en comparación con el hormigón

convencional y ello conlleva la reducción de la velocidad de penetración de los agentes

agresivos. Por esta razón y a raíz de las investigaciones publicadas se podría decir que el

hormigón autocompactante presenta una durabilidad igual o superior con respecto a un

hormigón convencional de resistencia a compresión similar (Zhu et al., 2002; Boel et al.,

2006; Audenaert et al., 2006; Assié et al., 2007).

1.6.1. Microestructura e hidratación del hormigón autocompactante

En la estructura del hormigón endurecido se consideran tres fases: el árido, el cemento

hidratado y la zona de transición entre ambas. La hidratación se produce a través de un

proceso complejo al ponerse en contacto el cemento con el agua, siendo la misma

responsable del endurecimiento y fraguado del hormigón.

La fase de cemento hidratado está compuesta principalmente de cuatro fases sólidas que

son las siguientes:

• Hidrato de silicato de calcio (CSH) o gel de sílice, representa entre el 50 y el 60%

del volumen total de la pasta.

• Hidróxido de calcio o portlandita que supone entre un 20 y 25% del total.

• Fases alumínicas y ferríticas, como la formación de etringita o Sal de Friedel, que

constituyen entre un 15 y un 20% del volumen total de pasta.


-63-

• Granos de clínker no hidratados.

La fase del árido supone entre un 70 y 80% del hormigón. La zona de transición entre el

árido y la pasta tiene un espesor entre 10 y 50 µm.

Las características de las tres fases y su interacción entre ellas son las responsables de

las propiedades mecánicas del hormigón.

Una de las características más importantes de la microestructura es la porosidad

caracterizada por el tamaño, forma y distribución de los poros. La Unión Internacional de

Química Pura y Aplicada (IUPAC por sus siglas en inglés) clasifica los poros por su

tamaño en: micro-poros (φ < 2 nm), capilares o meso-poros (2 nm < φ < 50 nm) y macro-

poros (φ > 50 nm). Estos dos últimos son los que suelen afectar a la durabilidad del

hormigón y, especialmente, los mesoporos determinan el comportamiento permeable del

hormigón por su mayor conexión (Aligizaki, 2006; De Schutter et al., 2008). En la Figura

1.33 se puede observar un diagrama de la estructura de poros en el hormigón.

Figura 1.33. Diagrama de la estructura de poros en el hormigón (Mehta et al., 2005).

La microestructura del hormigón autocompactante es diferente a la del hormigón

convencional cuyas principales diferencias se deben principalmente a:

• La composición de la mezcla es diferente, especialmente debido al uso de

adiciones y a la disminución del volumen y tamaño del árido grueso. Cuanto más

grande es el tamaño del árido grueso, la zona de transición es más débil. Además

al tener más partículas finas y un tamaño de árido menor, se mejora la

granulometría de la mezcla.


-64-

• La baja relación agua/finos permite reducir la porosidad.

• Alto contenido de superplastificantes.

• Ausencia de vibración evitando la formación de coqueras por una mala

compactación.

La principal razón de estos cambios en la microestructura del hormigón autocompactante

podrían ser debidos a que los procesos de hidratación son diferentes en ambos

hormigones, tradicionales y autocompactantes. La hidratación del hormigón

autocompactante no sólo depende del tipo de cemento sino que también influye la adición

que se añada (De Schutter et al., 2007).

La adición de filler calizo se usa para obtener unas adecuadas propiedades en estado

fresco pero cuando se emplea en grandes cantidades, el proceso de hidratación puede

ser acelerado y, en algunas ocasiones, modificado como se ha demostrado

experimentalmente en investigaciones realizadas que se encuentran relacionadas en la

bibliografía (Poppe et al., 2001b, 2005b; Xiong et al., 2003a, 2003b; Poppe A., 2004; Ye

et al., 2007; De Schutter et al., 2007, 2008).

El proceso de hidratación de las adiciones (ceniza volante o puzolana) depende del tipo y

de la naturaleza de las mismas. La principal diferencia del proceso de hidratación de

éstas con el cemento, es que en las primeras la reacción es mucho más lenta que en el

cemento. La presencia de las adiciones activas afectan en los siguientes aspectos de la

hidratación (De Schutter et al., 2007, 2008):

• La cinética de la reacción.

• La formación de portlandita.

• La composición de los hidratos.

El proceso de hidratación de la escoria es más complejo en comparación con el filler

calizo o las adiciones puzolánicas. La reacción de la escoria está activada principalmente

por la cal disponible durante el proceso de hidratación del cemento portland, pero este

proceso es más lento en presencia del agua (De Schutter et al., 2007, 2008).

Existen amplios estudios que demuestran la importancia de la microestructura y de los

procesos de hidratación para el desarrollo de las propiedades mecánicas, el transporte y

la durabilidad en los hormigones. En general se considera que en el hormigón


-65-

autocompactante la microestructura es más densa que en el hormigón convencional, y la

porosidad debería ser más baja. Esto podría ser debido a la ausencia de vibración y a la

composición del hormigón autocompactante así como el alto contenido de finos y

superplastificante y a la reducción del tamaño máximo del árido.

En general, no existe una amplia investigación en microestructura e hidratación de los

hormigones autocompactantes. Destacan los siguientes estudios realizados (Agranati,

2008):

• Billberg (1999b) sugiere que la utilización de superplastificantes, tipo

policarboxilatos, mejoran la microestructura del hormigón autocompactante

porque induce a una dispersión más adecuada de los finos.

• Roncero et al. (2002) deducen que cuando se emplea aditivo superplastificante de

última generación se produce una debilitación de la zona de transición debido a la

formación de grandes cristales de portlandita y etringita.

• Collepardi et al. (2005) analizaron la microestructura del hormigón

autocompactante mediante el estudio de imágenes SEM y, observaron que el filler

calizo reducía la porosidad en la zona de transición, mejorando la adherencia

entre el árido y la matriz y reduciendo la exudación interna.

• Poppe et al. (2005b) sugieren que la porosidad no sólo depende de la relación

agua/cemento sino también de la relación agua/finos.

• Ye et al. (2005) realizaron una comparación de la microestructura de un hormigón

autocompactante con uno convencional y otro convencional de altas prestaciones

y, concluyeron que el volumen, distribución y diámetro crítico de los poros del

hormigón autocompactante es similar al del hormigón de altas prestaciones.

1.6.2. Mecanismos de transporte

Los mecanismos de transporte determinan la velocidad de entrada de agentes agresivos

en el hormigón a través de su estructura porosa y, por lo tanto, determinan el deterioro

del mismo. Los agentes agresivos pueden ser líquidos o gaseosos o estar en forma de

iones disueltos en la fase acuosa. Existen diversos tipos de mecanismos de transporte

(difusión, absorción capilar, permeabilidad, migración iónica y convección) que se

diferencian entre ellos según la forma de actuar.


-66-

Las investigaciones que se han realizado sobre los mecanismos de transporte en el

hormigón autocompactante son limitadas, por lo que no sé sabe con seguridad qué

efectos tienen la dosificación y compactación del hormigón en los mismos ni tampoco su

relación con la microestructura.

Debido a que existe un gran número de parámetros que influyen sobre los mecanismos

de transporte, la comparación de los mismos entre el hormigón autocompactante y el

hormigón convencional dependerá de diversos factores como la selección de materiales,

la relación agua/cemento o el contenido de cemento entre otros.

Todo ello conlleva la dificultad de analizar y entender cómo funcionan los mecanismos de

transporte en el hormigón autocompactante porque, además de que existen poco

resultados, hay discrepancias entre ellos. Se pueden sacar algunas conclusiones de

forma general (De Schutter et al., 2007):

• Al igual que ocurre en el hormigón convencional, los factores más importantes que

influyen en las propiedades de transporte del hormigón autocompactante parecen

ser: la relación agua/cemento, el contenido de adiciones y el grado de hidratación.

• Si se compara un hormigón convencional con uno autocompactante de

resistencias a compresión similares, los hormigones autocompactantes tienen un

coeficiente de permeabilidad al oxígeno y absorción del agua más bajos respecto

al convencional. En cambio, no existen diferencias significativas entre ambos en la

permeabilidad al agua.

• La estructura de poro fina, densa y uniforme en los hormigones autocompactantes

parece ser el principal factor de mejora de la resistencia al transporte de fluidos en

este tipo de hormigones.

• Entre tres mezclas diferentes de hormigones autocompactantes, el hormigón que

no llevaba adición de finos pero sí agente modulador de viscosidad es el que

presenta más elevada permeabilidad, absorción y difusión de cloruros.


-67-

1.6.3. Mecanismos de degradación

1.6.3.1. Carbonatación

La carbonatación es la reacción que se produce entre los componentes de la pasta y el

CO2 atmosférico que penetra, a través de su estructura porosa, en el hormigón. La

reacción que se produce es la siguiente:

Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O (1.11)

Para que se produzca esta reacción (1.11) es necesaria la presencia de agua. El pH del

hormigón es básico, pero el CaCO3 disminuye el pH del hormigón y esta reducción

conlleva la pérdida de pasividad de las armaduras, es decir, perdiendo parte de la

protección que el hormigón les aporta frente a una posible corrosión.

De las investigaciones existentes se puede concluir que la carbonatación en un hormigón

autocompactante es similar o menor a la de un hormigón convencional, siendo necesaria

una investigación más profunda en este aspecto.

El proceso de carbonatación depende fundamentalmente de la velocidad de

carbonatación del CO2, pero existen otros factores como la estructura de poros

(microestructura), la humedad, el tipo de cemento y el tipo y cantidad de adiciones.

1.6.3.2. Penetración del ión cloruro

La penetración del ión cloruro a través de los poros del hormigón da lugar a un ataque

químico que se produce por la acción de dicho ión, normalmente disuelto en el agua,

sobre el hormigón. Dependiendo de la concentración de iones de cloruros en la fase

acuosa de los poros, el cemento se combinará o no con ellos. Siempre existirá un

equilibrio de disolución entre los cloruros libres y los combinados. La concentración de

cloruros disminuye hacia el interior del hormigón.

En este ataque se produce la formación de Sal de Friedel que es expansiva y, además se

produce la despasivación de las armaduras, cuando la concentración de iones cloruros

entorno a ellas supera un valor umbral, dando lugar a su corrosión por picadura.


-68-

De las investigaciones existentes se puede predecir que la penetración del ión cloruro en

un hormigón autocompactante es similar o menor que la que se produce en un hormigón

convencional. Debido a la elevada cantidad y naturaleza de los finos, el tipo de cemento y

a los aditivos, puede que el comportamiento frente a este ataque de los hormigones

autocompactantes, sea diferente al del hormigón convencional pudiendo deberse esta

diferencia a la diferente microestructura y composición iónica de los mismos, así como al

mayor volumen de pasta que presenta.

De forma general, se puede decir que el empleo de adiciones y el decremento de la

porosidad, reducen la penetración del ión cloruro en los hormigones autocompactantes

(De Schutter et al., 2008). Además el coeficiente de difusión de cloruros depende

principalmente del tiempo (De Schutter et al., 2008).

1.6.3.3. Ataque por sulfatos

El ataque por sulfatos es uno de los ataques más agresivos que se pueden producir en el

hormigón ya que dan lugar a la desintegración del material dado que las reacciones

producidas son expansivas. Este ataque se produce en ambientes húmedos debido a la

reacción del ión sulfato con diferentes componentes del cemento portland. Se puede

producir por tres vías:

• Transformación del hidróxido de calcio en sulfatos de calcio hidratado. El producto

resultante está cristalizado lo que conlleva un incremento de volumen y rotura del

material.

• Reacción con los aluminatos hidratados generando productos expansivos que

disgregan el hormigón.

• Descomposición de los silicatos de calcio hidratados produciendo una pérdida de

resistencia en el hormigón.

Uno de los principales productos que se originan es la etringita, pudiendo formarse

también yeso y taumasita. La etringita es altamente expansiva, lo que genera tensiones

de tracción internas suficientes para producir la fisuración del hormigón.

Uno de los factores que influyen en este ataque, al igual que en los anteriores, es la

velocidad con que el ión sulfato se introduce en el hormigón, por lo que el hormigón

autocompactante debería de presentar un comportamiento similar o mejor al del


-69-

hormigón convencional dada su menor capacidad de transporte debido a los factores

vistos anteriormente y a su alto contenido de finos.

Supuestamente la formación de etringita en el hormigón autocompactante es menor

debido a la presencia de las adiciones, a que su inicio se produce a mayor edad que en el

hormigón convencional, y a que su estructura porosa es más cerrada. Existen

contradicciones en la bibliografía respecto al comportamiento del hormigón

autocompactante con elevado contenido de filler calizo expuesto al agua de mar, donde

se debería de considerar el efecto conjunto de los iones sulfato y cloruro (ACHE, 2008)

debido a que esta adición es más susceptible para la formación de taumasita. Para

prevenir este problema sería recomendable el empleo de humo de sílice, ceniza volante o

escoria con el objetivo de densificar la estructura porosa y reducir los poros capilares (De


1.6.3.4. Ataque por ácidos y álcalis

La pérdida de durabilidad en el hormigón por el ataque de ácidos y álcalis depende

fundamentalmente de la permeabilidad, al igual que en los casos anteriores, y de las

características del hormigón.

Hasta ahora existen muy poco resultados en la bibliografía sobre estos ataques químicos

en hormigones autocompactantes. El ataque por ácidos en el hormigón autocompactante

parece similar al hormigón convencional siempre que la porosidad capilar sea similar (De


1.6.3.5. Reacción árido-álcali

La reacción árido-álcali engloba tres tipos de reacciones diferentes: álcali-sílice, álcali-

carbonato y álcali-silicato.

La característica común entre las tres reacciones es que obedecen a un proceso lento

por lo que suelen aparecer cuando el hormigón ya ha alcanzado varios años de edad.

Para que se produzcan estas reacciones es necesaria la presencia de minerales

reactivos en los áridos además del aporte externo de humedad.


-70-

En general, los cementos con adición puzolánica tienen un mejor comportamiento frente

a esta reacción que los cementos portland puros, debido a que la reacción puzolánica

disminuye la presencia de álcalis disueltos en los poros e intersticios (ACHE, 2008).

Las investigaciones sobre esta reacción árido-álcali en hormigones autocompactantes

son escasas pero se supone que las consideraciones y el comportamiento debe ser el

mismo que para el hormigón convencional, ya que depende del árido que se use y de su

calidad, del tipo y contenido de cemento y de las condiciones ambientales. Al igual que

en el hormigón convencional, el uso de puzolana o ceniza volante reducen la velocidad

del proceso expansivo (ACHE, 2008).

1.6.3.6. Hielo-deshielo

El proceso de deterioro en el hormigón debido al hielo-deshielo es un proceso complejo

que se debe fundamentalmente al aumento de volumen del agua de los poros al

congelarse por el descenso de la temperatura. El agua al congelarse y al no tener

espacio suficiente para su nuevo estado, genera tensiones internas que se van

acumulando por la repetición de los ciclos hielo-deshielo y que provocan el deterioro del

hormigón.

Según el Anejo 17 de la Instrucción EHE-08, en su Artículo 37.3º, el comportamiento de

un hormigón autocompactante frente a los ciclos helo-deshielo es similar al del

convencional, por lo que deben de tomarse las mismas precauciones como el uso de un

aditivo aireante y por ello, habría que hacer ensayos de compatibilidad entre este aditivo

y el superplastificante que lleva el hormigón autocompactante.

El incremento de una buena resistencia al hielo-deshielo se puede conseguir con una

baja relación agua/cemento, una baja relación agua/finos, el uso de ceniza volante o el

empleo de un cemento con una elevada finura, entre otros factores. Una relación

agua/cemento elevada es el factor más perjudicial que tiene el hormigón

autocompactante frente al convencional. Cuando los requerimientos (máxima relación

agua/cemento, mínimo contenido de cemento, mínima resistencia) son apropiados, el

hormigón autocompactante tiene una mejor resistencia al hielo-deshielo frente al

convencional, además es posible crear un hormigón con un buen comportamiento, sin el

uso de aireantes, pero la relación agua/cemento debe ser lo suficientemente baja (De



-71-

1.6.4. Resistencia al fuego

En general, si se compara el hormigón con otros materiales, se observa que éste

presenta una buena resistencia al fuego debido a que es un material incombustible y

posee una baja conductividad térmica. No obstante, su composición sufre cambios

importantes por la acción del fuego. Así, cuando se alcanzan temperaturas superiores a

la de ebullición, el agua libre contenida en el hormigón se evapora generando una presión

de vapor en el interior de los poros del mismo. La presión será tanto mayor cuanto mayor

sea la temperatura. Si los poros no están interconectados y la presión no disminuye, se

generan fenómenos de desconchamiento explosivos en el hormigón, disminuyendo su

sección y por tanto su capacidad estructural y de aislante térmico (ACHE, 2008). Por

debajo de los 300ºC, los efectos en el hormigón son leves, pudiendo producirse alguna

fisuración; en cambio, por encima de esta temperatura se pueden producir daños

importantes en el material como la pérdida de resistencias, pero éstas van a depender de

la composición del hormigón, así por ejemplo un árido calizo posee un coeficiente de

dilatación térmico menor que un árido silíceo.

Según el Anejo 17 de la Instrucción EHE-08, en su Artículo 37.3º, el planteamiento de la

resistencia al fuego en el hormigón autocompactante puede ser el mismo que para el

hormigón convencional. Si se utiliza humo de sílice como adición, el comportamiento del

hormigón autocompactante será similar al de un hormigón de alta resistencias pero con

un mayor riesgo de desconchamiento explosivo del recubrimiento, en función de la

cantidad de sílice activa adicionada, salvo que se hayan tomado las precauciones

adecuadas como la incorporación de fibras adecuadas, por ejemplo de polipropileno

(ACHE, 2008).

Aunque existen pocos trabajos de investigación sobre este tema, cabe decir que un

hormigón autocompactante presenta un comportamiento similar que un hormigón

convencional con equivalente resistencia a compresión. Se supone que el coeficiente de

dilatación térmica del hormigón autocompactante debe ser superior al del hormigón

convencional debido a que su estructura en más densa pero también depende de los

materiales que se empleen.


-72-

1.7. CONSIDERACIONES FINALES

Los componentes del hormigón autocompactante son básicamente los mismos que los

del hormigón convencional pero su dosificación es diferente debido a que el hormigón

autocompactante está basado en los siguientes principios:

1. Limitación del contenido de áridos así como el tamaño máximo de los mismos.

2. Alto contenido de finos.

3. Empleo de superplastificantes de última generación.

La Figura 1.34 resume de forma general la obtención de un hormigón autocompactante y

cómo se relacionan los tres parámetros anteriores.

Figura 1.34. Diagrama para la obtención de hormigón autocompactante (Skarendhl et al., 2000).

Actualmente, existe una amplia investigación en hormigones autocompactantes de altas

prestaciones, pero no ocurre lo mismo con los de resistencias medias que aunque

poseen una resistencia muy habitual en edificación y en obra civil, no por eso han sido los

más estudiados.

La durabilidad del hormigón autocompactante es un tema que no se ha estudiado tanto

como su dosificación óptima o su comportamiento en estado fresco, por lo que es un

tema de interés para su investigación, pero la obtención de conclusiones es complicada

debido a que los ensayos de durabilidad no están normalizados con lo cual es difícil la

Limitar el contenido de árido grueso

Superplastificante Reducir relación agua/finos

Alta fluidez Resistencia a la segregación

Autocompactabilidad:

Hormigón autocompactante


-73-

comparación de resultados de diversas investigaciones, dado que no se ha seguido el

mismo proceso de ensayo.

Además, no siempre las dosificaciones son iguales por lo que no se pueden comparar

los resultados obtenidos cuando varían algunos de sus componentes, como por ejemplo

el contenido de finos o de árido grueso. Además, tampoco es factible comparar

hormigones autocompactantes que tienen adiciones de diferente naturaleza porque,

como se ha visto, los procesos de hidratación son diferentes con lo cual su

comportamiento y propiedades también lo son.

Otro de los problemas principales radica en que los ensayos de durabilidad requieren de

tiempo para su realización y obtención de resultados. Actualmente no se pueden estudiar

casos de comportamiento de durabilidad en obras realizadas.

CAPÍTULO 2 OBJETIVOS


-77-

Como se ha visto en el capítulo anterior, el desarrollo de los aditivos superplastificantes,

especialmente los basados en policarboxilatos, ha dado lugar a la aparición del hormigón

autocompactante, habiéndose llevado a cabo, desde su nacimiento, una intensa

investigación centrada, sobre todo, en sus métodos de dosificación y sus propiedades en

estado fresco. Aunque existen amplios estudios sobre hormigones autocompactantes de

altas prestaciones, no ocurre lo mismo con los hormigones autocompactantes de

resistencias medias que además son los habitualmente empleados en edificación y obra

civil. Otro aspecto importante, no estudiado suficientemente, es la durabilidad,

especialmente, la de hormigones autocompactantes de resistencias medias.

Debido a lo anteriormente expuesto, el objetivo principal de esta investigación es estudiar

las propiedades en estado fresco y endurecido, así como la durabilidad, de nueve tipos

de hormigones autocompactantes de resistencias medias empleando en ellos ocho tipos

diferentes de cementos y dos tipos de adiciones.

Los objetivos específicos de este trabajo de investigación son:

• Adecuación de los cementos habitualmente empleados en la fabricación de

hormigones convencionales a hormigones autocompactantes mediante la

incorporación de los finos necesarios para conseguir mezclas con la fluidez y

cohesión adecuadas a las características de estos hormigones.

Capítulo 2. Objetivos.

-78-

• Estudiar las dosificaciones de los hormigones autocompactantes con el fin de

obtener hormigones con resistencias características comprendidas entre 25 y 35

MPa, cumpliendo con las siguientes limitaciones:

o Cantidad máxima de cemento a emplear de 350 kg/m3, pudiéndose superar

excepcionalmente.

o Tamaño máximo de árido grueso: 16 mm.

o Cantidad máxima de partículas de árido fino añadida no superior a 250 kg/m3

de hormigón.

o Empleo de un solo aditivo.

• Evaluar las propiedades en estado fresco de dichos hormigones para caracterizar

su autocompactibilidad mediante la realización de los ensayos de escurrimiento,

caja en L y embudo en V.

• Estudiar las propiedades mecánicas de dichos hormigones mediante la realización

de los ensayos de resistencia a compresión, módulo de elasticidad a compresión

y resistencia a tracción indirecta, a las edades de 7, 28 y 91 días.

• Analizar las deformaciones y, por tanto, el comportamiento a largo plazo mediante

el estudio de la retracción y fluencia de tres de los nueve tipos de hormigones.

Además, se comparan los tres hormigones entre sí y estos con las estimaciones

de las deformaciones de los modelos de cálculo existentes.

• Evaluar y adaptar la actual normativa de ensayos de cementos comunes a los

posibles cementos especiales (cemento común con la adición incorporada) que

aparezcan en el mercado. Para ello se determinarán las resistencias mecánicas,

tiempo de fraguado y estabilidad de volumen correspondiente a los nueve tipos de

hormigones autocompactantes adoptando sus proporciones óptimas de

cemento/adición. Además se comparará el tiempo de fraguado, para cada

cemento, con y sin adición.

• Estudiar el comportamiento de los hormigones autocompactantes frente a la

introducción de agentes agresivos mediante los ensayos de penetración de agua

a presión, de ión cloruro y de dióxido de carbono. Además, se realizará una

comparación entre los diferentes hormigones especificando los que presentan un

mejor y peor comportamiento frente a durabilidad.

• Caracterizar la estructura porosa (microestructura) de los hormigones y analizar el

proceso de hidratación de sus cementos con la realización de los ensayos de


-79-

porosimetría por intrusión de mercurio, y análisis térmico diferencial y

termogravimétrico (ATD/TG).

• Relacionar la microestructura con las propiedades mecánicas y durables de los

hormigones autocompactantes. Además se analizará si los diferentes hormigones

autocompactantes presentan un comportamiento similar o no.

CAPÍTULO 3 DOSIFICACIÓN Y

CARACTERIZACIÓN DEL HORMIGÓN AUTOCOMPACTANTE


-83-

3.1. INTRODUCCIÓN

En este capítulo se describe el procedimiento empleado para dosificar el hormigón

autocompactante y los resultados de caracterización del hormigón autocompactante en

estado fresco y endurecido. En el apartado 3.2 se detallan los criterios de diseño

seguidos para la fabricación del hormigón autocompactante. Posteriormente, en el 3.3 se

describen los materiales que se han utilizado para la fabricación del mismo. En el 3.4 se

hace una descripción de la campaña experimental, empezando por la fabricación de las

probetas (3.4.1), tipos de probetas (3.4.2), ensayos en estado fresco (3.4.3) y endurecido

(3.4.4). Por último, en el apartado 3.5 se detallan los resultados obtenidos.

3.2. CRITERIOS DE DISEÑO

Los criterios adoptados para la fabricación del hormigón autocompactante han sido:

• La cantidad máxima de cemento a emplear es de 350 kg/m3, pudiéndose superar

excepcionalmente.

• Tamaño máximo de árido grueso: 16 mm.

Capítulo 3. Dosificación y caracterización del hormigón autocompactante.

-84-

• La cantidad máxima de partículas de árido fino (que pasan por el tamiz UNE 0,063

mm) añadida, incluida la adición del cemento, no debe superar 250 kg/m3 de

hormigón.

• Por razones de economía, la cantidad de aditivos a emplear debe reducirse a la

menor posible.

Dado que en el momento de iniciarse los ensayos no se disponía de normativa española

para la caracterización en estado fresco del hormigón autocompactante, se adoptaron las

recomendaciones de la bibliografía consultada y las normas italianas de caracterización

de hormigón autocompactante.

3.3. MATERIALES EMPLEADOS

3.3.1. Áridos

El árido empleado ha sido arena silícea de río y grava silícea rodada. El tamaño máximo

de árido grueso se ha fijado en 16 mm, aunque en la Instrucción EHE-08, en su Anejo 17,

permite usar hasta un tamaño máximo de 25 mm (Artículo 28º).

El análisis granulométrico de los áridos se realizó según la norma UNE-EN 933-1:1998.

El módulo granulométrico de la arena era de 3,70 y su curva granulométrica se muestra

en la Figura 3.1. Originalmente se pensó en la posibilidad de corregir la falta de finos de

la arena; no obstante, al emplear la adición, se optó por no corregirla.


-85-

0

20

40

60

80

100

120

32 16 8 4 2 1 0,5 0,25 0,125 0,063 Fondo% R

eten

ido

Acu

mul

ado

de M

ater

ial

Luz Tamiz (mm)

Figura 3.1. Curva granulométrica de la arena.

La curva granulométrica original de la grava, tal como fue suministrada por el proveedor,

se muestra en la Figura 3.2. Su módulo granulométrico era de 6,73. El 100% del árido

pasaba el tamiz de 32 mm. No obstante se detectaron partículas de árido de tamaño

superior a 16 mm. Con el fin de evitar que la presencia de estas fracciones del árido

pudiese dar problemas en los ensayos de capacidad de paso del hormigón

autocompactante, se tamizó la grava por un tamiz de 16 mm, garantizándose así que el

tamaño mayor de árido no superase los 16 mm. El módulo granulométrico fue de 6,66, y

la curva granulométrica modificada se muestra en la Figura 3.3.

0

20

40

60

80

100

120

32 16 8 4 2 1 0,5 0,25 0,125 0,063 Fondo% R

eten

ido

Acu

mul

ado

de M

ater

ial

Luz Tamiz (mm)

Figura 3.2. Curva granulométrica de la grava original.


-86-

0

20

40

60

80

100

120

32 16 8 4 2 1 0,5 0,25 0,125 0,063 Fondo% R

eten

ido

Acu

mul

ado

de M

ater

ial

Luz Tamiz (mm)

Figura 3.3. Curva granulométrica de la grava tamizada.

3.3.2. Cemento

En principio, al no existir requisitos específicos en cuanto al tipo de cemento a emplear en

la confección del hormigón autocompactante, se han utilizado aquellos cementos que

cumplen con la Instrucción RC-08.

Los cementos ensayados han sido los siguientes:

• EN 197-1 CEM I 42,5 R. LAFARGE ASLAND. Procedente de la fábrica de

Villaluenga de la Sagra.

• EN 197-1 CEM II/A-V 42,5 N. HOLCIM. Suministrado de la fábrica de Jerez.

• EN 197-1 CEM II/A-S 42,5 N. HOLCIM. Procedente de la fábrica de Gador.

• I 42,5 R/SR. (UNE 83303-1). SOCIEDAD FINANCIERA Y MINERA. Suministrado

de la fábrica de Málaga.

• EN 197-1 CEM II/A-P 42,5 R. CEMEX. Procedente de la fábrica de Castillejo.

• EN 197-1 CEM II/A-V 42,5 R. COSMOS. Suministrado de la fábrica de Toral de

los Vados.

• EN 197-1 CEM II/B-L 32,5 N. PORTLAND VALDERRIVAS. Procedente de la

fábrica de Alcalá de Guadaira.

• BL II/A-L 42,5 R. (UNE 80305) PORTLAND VALDERRIVAS. Suministrado de la

fábrica de El Alto.


-87-

3.3.3. Adición

Se han utilizado dos tipos de adiciones:

• FILLER CALIZO (FC), suministrado por HOLCIM, procedente de su central de

Jerez. Se ha empleado con todos los tipos de cementos. Es un material que

procede de moler el árido calizo y la mayor parte del material pasa por el tamiz

0,063 mm. Su granulometría cumple con la norma UNE 12620:2002.

• CENIZA VOLANTE (CV), procedente de la Central Térmica de Andorra (Teruel),

suministrada por CEMEX España desde su central de Morata de Jalón

(Zaragoza). Se ha usado únicamente con el cemento sulforesistente (I 42,5 R/SR)

por la posible formación de taumasita debido a la adición complementaria de filler

calizo. Es de naturaleza silícea y de bajo contenido en óxido de calcio, clasificada

como tipo V de acuerdo a la Instrucción RC-08. Además, cumple con las normas

UNE-EN 450-1:2006 y UNE-EN 450-2:2006.

La cantidad máxima de adición a añadir al hormigón autocompactante ha sido 250 kg/m3

de hormigón. Cuando el cemento empleado contenía adición inerte de tipo calizo se ha

contabilizado como parte de la cantidad de filler añadido.

3.3.4. Agua

El agua que se utilizó procedía del sistema de suministro del Canal de Isabel II. No se

requieren prescripciones específicas, salvo las generales que se establecen para el

hormigón estructural.

3.3.5. Aditivo

En todas las dosificaciones se ha empleado el mismo aditivo superplastificante, Sika

Viscocrete 3425, de tipo policarboxilato modificado en base acuosa. No se han empleado

aditivos modificadores de viscosidad, únicamente se ha hecho una prueba utilizando Sika

Stabilizer 229, de tipo polisacárido, además del superplastificante, pero no se obtuvieron

resultados que justificasen su empleo, entre otras razones por economía.


-88-

3.4. DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS

3.4.1. Proceso de fabricación del hormigón autocompactante

Antes del proceso de amasado, se obtuvieron las granulometrías de la arena y la grava

(Figuras 3.1 a 3.3), según la norma UNE-EN 933-1:1998. A continuación, como ya se ha

indicado anteriormente, se tamizó la grava para garantizar que no hubiese áridos de

tamaño superior a 16 mm.

Debido a que uno de los objetivos de este trabajo era conseguir hormigones

autocompactantes de resistencia característica 30 N/mm2, se confeccionaron hormigones

con diversas dosificaciones con cada uno de los cementos hasta conseguir el objetivo

propuesto, siguiendo los criterios de diseño indicados en el apartado 3.2. En el Anejo 1 se

muestran los resultados de las distintas dosificaciones de prueba realizadas con cada

uno de los cementos hasta alcanzar la dosificación adecuada. El criterio de aceptación o

rechazo de las dosificaciones en función de los resultados de fluidez, cohesión y

capacidad de paso, se fijó según la bibliografía consultada (Gettu et al., 2004; EFNARC,

2005; Fernández et al., 2005). Con posterioridad se ha comprobado que algunas de las

dosificaciones rechazadas hubiesen sido válidas si se hubiesen adoptado los criterios del

Anejo 17 de la Instrucción EHE-08 (ver Tabla 1.2), no disponible en la fecha de

realización de los ensayos. No obstante se está del lado de la seguridad por haber

empleado criterios más restrictivos.

El amasado se realizó en una amasadora planetaria de eje vertical con una capacidad

máxima de 100 litros. Las amasadas de prueba tenían un volumen de 30 litros y se siguió

el mismo procedimiento para todas ellas. En la Figura 3.4 se muestran algunas imágenes

del proceso de amasado que se detalla a continuación.

Primero, se determinó la humedad de la arena. A continuación se pesaron los materiales

y se introdujeron en la hormigonera en el siguiente orden: grava, cemento, adición (filler

calizo o ceniza volante) y, por último, la arena. Posteriormente se midió la cantidad de

agua, corrigiendo el aporte de la arena húmeda y del aditivo. Una vez que se habían

incorporado todos los materiales, excepto el agua y el aditivo en la amasadora, se inició

el proceso de amasado que duraba 2 minutos con el objetivo de homogenizar bien la

mezcla. Pasado este tiempo, sin parar la hormigonera, se añadió el agua a la que

previamente se había adicionado la mitad de la cantidad del aditivo. Inmediatamente


-89-

después, se añadía el resto del aditivo. La duración del proceso de amasado fue de 5

minutos (contabilizando los 2 minutos previos de amasado en seco).

Una vez finalizado el proceso de amasado se procedió a descargar el hormigón de la

hormigonera para realizar los ensayos de caracterización del hormigón autocompactante

en estado fresco (se detallan en el apartado 3.4.3). Los ensayos realizados fueron tres:

extensión de flujo, caja en L y embudo V (siempre en el mismo orden).

a) b)

c)

Figura 3.4. Proceso de fabricación del hormigón autocompactante: a) grava pesada preparada

para su incorporación en la amasadora; b) adición de agua con aditivo a la amasadora, y c)

amasado en la amasadora.

Una vez obtenidos los resultados de los parámetros de cada ensayo de hormigón fresco

se verificó si estaban dentro de los márgenes de aceptación y a la vista de esto se

decidió si se aceptaba o se rechazaba la dosificación de prueba. En el caso de rechazo

se corregía la dosificación de acuerdo a los resultados obtenidos y se procedía a realizar

la siguiente amasada de prueba. El Anejo 1 muestra los resultados de los ensayos de


-90-

hormigón fresco para cada amasada de prueba con cada uno de los cementos

ensayados hasta alcanzar la dosificación propuesta. En el Anejo 10 se muestran las

fotografías de las amasadas finales para cada cemento estudiado.

Una vez adoptada la dosificación idónea para cada cemento se confeccionaron dos

amasadas, de 95 litros cada una de ellas, para hormigonar las probetas necesarias para

la realización de los ensayos, tal como se detalla en el apartado 3.4.2.

El proceso de amasado del hormigón de ensayo fue el mismo que el de las amasadas de

prueba, descrito anteriormente. En estas amasadas no se repitieron los ensayos de

caracterización del hormigón en estado fresco y, tras el proceso de amasado, se procedió

al llenado de los moldes. Lógicamente el hormigón no se vibró ni se compactó por medio

alguno.

3.4.2. Tipo de probetas

Se fabricaron tres tipos:

• Cilíndricas de 150 Ø x 300 mm. Empleadas para la caracterización mecánica y los

ensayos de durabilidad y retracción.

• Cilíndricas de 100 Ø x 200 mm. Empleadas para la caracterización

microestructural y los ensayos de durabilidad.

• Cilíndricas de 150 Ø x 400 mm. Empleadas para los ensayos de fluencia.

Una vez confeccionado el hormigón, se llenaron los moldes de los diferentes tipos de

probetas, según la norma UNE-EN 12390-2:2001. Posteriormente se enrasaron y se

protegieron con una cubierta de polietileno durante 24 horas, manteniéndolas a

temperatura ambiente de laboratorio. Transcurrido este tiempo, se desmoldaron y se

guardaron en una cámara de curado a temperatura de 20ºC ± 2 ºC y humedad relativa

≥ 95% hasta el momento de realización de los ensayos.

3.4.3. Ensayos en estado fresco

En este apartado se describen los ensayos que permiten caracterizar el hormigón

autocompactante en estado fresco. Como ya se ha indicado anteriormente estos ensayos

se realizaron con los hormigones de las amasadas de prueba.


-91-

Los ensayos realizados fueron tres: extensión de flujo, caja en L y embudo V (siempre en

el mismo orden). No se siguieron las normas UNE 83361:2007, UNE 83363:2007 y UNE

83364:2007 porque en el momento de la realización de los ensayos no existían. Se

siguieron las recomendaciones de EFNARC, las normas italianas UNI 11040:2003, UNI

11041:2003, UNI 11042:2003 y UNI 11043:2003 y la bibliografía consultada. A

continuación se describe cómo se realizaron estos ensayos.

a)

b)

c)

d)

Figura 3.5. Ensayos en estado fresco: a) llenado del cono para el ensayo de extensión de flujo;

b) hormigón extendido al final del ensayo de extensión de flujo; c) resultado final del ensayo de la

caja en L, y d) llenado del embudo en V para dicho ensayo.


-92-

3.4.3.1. Ensayo de extensión de flujo

El objetivo del ensayo de extensión de flujo es evaluar la capacidad de fluir el hormigón y,

además, permite comprobar visualmente la posible segregación del hormigón.

Para la realización del ensayo se utilizó el cono de Abrams (según norma UNE

83313:1990) y una placa de acero plana metálica de 850 x 850 mm. En el centro de la

misma se encuentra grabada una cruz, cuyas líneas son paralelas a los bordes de la

bandeja y es el centro de dos círculos concéntricos de 200 y 500 mm de diámetro.

El ensayo se efectuó de la siguiente manera. Primero, se colocó el cono en el centro de

la bandeja, ayudándose de la marca circular de 200 mm. Se llenó el molde de una sola

vez y sin compactar el hormigón. Se enrasó y se levantó el molde, midiéndose el tiempo

que tardaba el hormigón en alcanzar la circunferencia de 500 mm de diámetro (T50) y el

diámetro final alcanzado por el hormigón una vez que había cesado el movimiento (df),

siendo áquel la media de dos medidas perpendiculares.

En las Figuras 3.5a y 3.5b se muestran imágenes del ensayo.

3.4.3.2. Ensayo de la caja en L

La finalidad del ensayo de la caja en L es cuantificar la capacidad de bloqueo al pasar la

masa fresca entre armaduras y la fluidez que presenta el hormigón.

Para la realización del ensayo se usó el molde denominado “L” cuyas dimensiones se

han indicado anteriormente en la Figura 1.10. El molde dispone de 3 barras de 12 mm

dado que el árido empleado tenía un tamaño máximo de 16 mm.

El procedimiento del ensayo consistió en llenar el compartimento vertical del molde de

una sola vez y sin compactar. Se enrasó y se abrió la compuerta vertical midiéndose el

tiempo (T600) transcurrido desde ese instante hasta llegar el hormigón al extremo opuesto

del molde horizontal. Una vez cesado el movimiento, se determinaron las alturas H1 y H2

que alcanzó el hormigón, como se ha mostrado anteriormente en la Figura 1.11. Con

estas alturas se determinó el coeficiente de bloqueo (CBL).

En la Figura 3.5c se muestra el resultado final de este ensayo.


-93-

3.4.3.3. Ensayo del embudo en V

El fin del ensayo del embudo en V es evaluar la capacidad del hormigón para fluir por

zonas estrechas y la capacidad de relleno de los moldes.

Para la ejecución de este ensayo se empleó un molde con forma de “V”, como se ha visto

anteriormente en la Figura 1.13 y un recipiente para la recogida del hormigón. Se llenó el

embudo, como se muestra en la Figura 3.5d y se enrasó. Posteriormente, se abrió la

compuerta inferior del embudo y simultáneamente se accionó el cronómetro para

determinar el tiempo (TV) que tardaba en salir el hormigón del molde. El tiempo se detuvo

en el momento en que, desde la parte superior, se vislumbraba luz a través de la parte

inferior.

3.4.4. Ensayos en estado endurecido

En este apartado se van a describir los ensayos que permiten caracterizar las

propiedades mecánicas del hormigón autocompactante. Los ensayos se realizaron a las

edades de 7, 28 y 91 días desde la confección del hormigón, excepto con el hormigón 9,

en el que sólo se hicieron los ensayos de resistencia a compresión, módulo de elasticidad

a compresión y tracción indirecta a la edad de 28 días y, a los 7 días sólo se realizó el

ensayo de resistencia a compresión. Esto fue debido a que no se obtuvo un hormigón

autocompactante de resistencia media que cumpliese con los criterios adoptados.

3.3.4.1. Ensayo de resistencia a compresión

El ensayo de resistencia a compresión se realizó según la norma UNE-EN 12390-3:2003.

Las probetas que se usaron fueron cilíndricas cuyas dimensiones eran de 150 Ø x 300

mm.

Las probetas una vez moldeadas se dejaron en ambiente de laboratorio, a 20ºC ± 3ºC y

humedad relativa aproximada del 60%, durante 24 horas. Luego se introdujeron en

cámara normalizada de curado hasta la edad de rotura.


-94-

Para la realización del ensayo de resistencia a compresión se refrentó la cara superior de

las probetas con mortero de azufre, como se puede observar en las Figuras 3.6a-b,

dejándolas en ambiente de laboratorio durante 3 horas antes de la realización del ensayo.

Transcurrido este tiempo, se colocó la probeta en la máquina de ensayos. Este equipo

está compuesto por dos platos de compresión, uno inferior adosado al bastidor, y el otro,

superior que está acoplado al pistón del equipo mediante una rótula de asiento esférico

engrasada. Se aplicó una precarga del 10% de la carga máxima del ensayo con la

finalidad de que el plato superior quedara uniformemente apoyado en la cara superior de

la probeta.

Una vez que el plato de compresión estuvo apoyado en la probeta, como se observa en

la Figura 3.6c, empezó el ensayo donde se controlaba que la velocidad de

desplazamiento del pistón fuese de 0,1 mm/minuto. Una vez finalizado el ensayo, como

se muestra en la Figura 3.6d, se leyó directamente la tensión máxima de rotura del

registro electrónico del equipo.

La prensa que se utilizó fue IBERTEST con una capacidad máxima de 1.500 KN.

3.3.4.2. Ensayo de módulo de elasticidad a compresión

El ensayo de módulo de elasticidad a compresión se efectuó según la norma UNE

83316:1996. Las probetas que se utilizaron fueron cilíndricas cuyas dimensiones eran de

150 Ø x 300 mm.

Se usó el mismo equipo que se ha descrito anteriormente (ver apartado 3.3.4.1). La

preparación de las probetas fue la misma que para el ensayo de resistencia a

compresión.

Una vez transcurrido el tiempo en que la probeta estuvo en ambiente de laboratorio, se le

colocó un dispositivo externo, como se puede ver en las Figuras 3.6e-f, para medir la

deformación diametral y axial. Después, se colocó la probeta centrada en los platos de la

prensa, se acercó el plato de compresión superior hasta quedar uniformemente apoyado

en la cara refrentada de la probeta, e inmediatamente dio comienzo el ensayo. Una vez

finalizado el ensayo, el módulo elástico se obtuvo directamente del registro electrónico

del equipo.


-95-

a) b)

c)

d)

e)

f)

Figura 3.6. Ensayos de resistencia a compresión y módulo de elasticidad a compresión: a)

proceso de refrentado de las probetas; b) probeta refrentada; c) probeta preparada para

ensayarse; d) probeta rota tras finalizar el ensayo de resistencia a compresión y e-f) ensayo para

la medida del módulo de elasticidad a compresión.


-96-

3.3.4.3. Ensayo de resistencia a tracción

Para la determinación de la resistencia a tracción indirecta se siguió la norma UNE-EN

12390-6:2001, con probetas cilíndricas de 150 Ø x 300 mm.

Se empleó el mismo equipo descrito para el ensayo de resistencia a compresión (ver

apartado 3.3.4.1). Pero la preparación de las probetas es diferente porque no es

necesario que estén refrentadas en su cara superior como sucede en los ensayos de

resistencia a compresión y de módulo de elasticidad a compresión.

Un vez que las probetas han estado en ambiente de laboratorio, se colocó la probeta

horizontalmente en un dispositivo externo especial para este ensayo. La probeta no se

apoyaba directamente sobre el dispositivo sino sobre dos listones de madera

contrachapada, uno en la parte inferior, y otro en la parte superior en posición

diametralmente opuesta. Las dimensiones de estos listones eran de 3 mm de espesor por

6 mm de anchura y, en cada ensayo de tracción indirecta, se empleaban listones nuevos.

Una vez que la probeta estaba preparada en el dispositivo externo, se colocó el conjunto

de manera centrada en la prensa. A continuación, se ubicó el plato de compresión

superior sobre el dispositivo de manera que estuviera apoyado, como se observa en la

Figura 3.7a, y comenzó el ensayo.

El resultado final del ensayo se muestra en la Figura 3.7b, en que la probeta se ha roto

en dos mitades y la lectura de tensión máxima se obtiene del registro electrónico de la

prensa.

En la Figura 3.7c se observa una de las dos mitades obtenidas en el ensayo de tracción

indirecta.


-97-

a) b)

c)

Figura 3.7. Ensayo de resistencia a tracción indirecta: a) probeta preparada para el ensayo; b)

resultado final tras el ensayo, y c) imagen de una de las dos mitades de probeta resultantes.

3.3.4.4. Ensayo de fluencia y retracción

No existe una norma UNE que estipule cómo realizar el ensayo de fluencia y retracción

del hormigón. Se ha seguido la norma ASTM C512-02 adaptada a la necesidad del

ensayo.

El ensayo de fluencia y retracción solamente se ha realizado con tres tipos de

hormigones debido a la limitación de medios y espacio en la cámara de ensayo.


-98-

a) b)

c)

d)

e)

f)

Figura 3.8. Ensayo de retracción y fluencia: a) probetas de fluencia en el bastidor; b) probeta de

retracción; c) rótula del bastidor empleado; d) placas rectificadas de acero para garantizar la

planeidad y paralelismo de las bases de las probetas; e) reloj comparador mecánico DEMEC con

el que se hacían las medidas, y f) gato hidráulico para dar carga a las probetas durante el ensayo

y así mantenerlas en carga constante.


-99-

Los hormigones en los que se ha efectuado dichos ensayos han sido el hormigón 4

(cemento: CEM I 42,5 R), el hormigón 6 (cemento: CEM II/A-S 42,5 N) y el hormigón 7

(cemento: BL II/A-L 42,5 R). Y, para cada hormigón, las probetas de los ensayos de

fluencia y retracción fueron tres:

• 2 probetas para el ensayo de fluencia (probetas A y B) cuyas dimensiones eran de

150 Ø x 400 mm.

• 1 probeta para el ensayo de retracción (probeta C) cuyas dimensiones eran de

150 Ø x 300 mm.

Para la realización de los ensayos se pegaron en las tres probetas cuatro bases de

medida DEMEC, de acero inoxidable, situadas en dos generatrices a 180º y a 200 mm,

equidistantes, de las bases del cilindro. Después se adhirieron con resina epoxi placas de

acero rectificadas a las probetas de fluencia para garantizar el paralelismo y planeidad de

las bases de las probetas ensayadas. Este proceso duró dos días por el curado de la

resina (un día por cada base, ya que debe curarse en posición vertical). En la Figura 3.8d

se pueden observar las placas de adhesión y las bases de medida.

Una vez preparadas las probetas, se colocaron en el bastidor de carga, como se muestra

en la Figura 3.8a. La carga se aplicó mediante un sistema hidráulico accionado por un

gato (ver Figura 4.8f) y, a través de dos platos de carga, uno inferior y otro superior, el

cual está unido a una rótula con el bastidor, como se ve en la Figura 3.8c. La carga

corresponde al 40% de la resistencia a compresión a 28 días, a excepción del hormigón 4

que es un tercio de dicha resistencia.

Los bastidores estaban en una habitación cerrada con temperatura y humedad

controladas y registradas durante todo el ensayo. Se procuró mantener la temperatura en

un intervalo de 21ºC ± 1ºC y la humedad relativa en 50% ± 5%.

La probeta de retracción también se guardó en la cámara climatizada donde estaban los

bastidores para el ensayo de fluencia.

Para la medida de la deformación se usaron las bases de medida DEMEC y un reloj

comparador mecánico DEMEC con resolución de 1,5 micras, como se muestra en la

Figura 3.8e. Durante la primera semana, la medición, tanto en las probetas de fluencia

con en la de retracción, se realizó dos veces al día. Durante la segunda semana, las


-100-

probetas se midieron una vez cada 24 horas. A partir de la tercera semana, sólo se

midieron una vez cada 7 días.

La presión proporcionada por el sistema hidráulico del bastidor se verificó con la misma

periodicidad que las medidas de retracción y fluencia.

El ensayo duró al menos 200 días.

En la Tabla 3.1 se muestran las características de los ensayos de fluencia para cada uno

de los hormigones estudiados.

TABLA 3.1. Características del ensayo de fluencia para los tres hormigones estudiados.

Hormigón 4 6 7

Duración del ensayo (días) 333 200 200

Tensión aplicada (bares) (*) 135 175 160

Edad del hormigón cuando comenzó el ensayo (días) 70 104 76

(*) La tensión corresponde al 40% de la resistencia a compresión a 28 días para los hormigones 6

y 7, y un tercio de dicha resistencia para el caso del hormigón 4.

El coeficiente de fluencia se ha calculado según las ecuaciones 3.1 y 3.2.

ε ε (ε ε )c t i s= − + (3.1)

0εφ( , )ε

c

it t = (3.2)

Donde:

εi deformación inicial.

εt deformación total.

εs retracción.

0φ( , )t t coeficiente de fluencia.


-101-

3.5. RESULTADOS

3.5.1. Dosificaciones adoptadas

La Tabla 3.2 muestra las dosificaciones adoptadas para cada hormigón autocompactante

con cada uno de los cementos estudiados. En el Anejo 3 se puede ver con más detalle la

dosificación que se ha empleado y las propiedades mecánicas de cada uno de ellos.

Estas dosificaciones han permitido obtener hormigones autocompactantes de

resistencias características superiores a 30 N/mm2, que cumplen con los requisitos de

hormigón autocompactante en estado fresco, a excepción del hormigón 9.


-102-

TABLA 3.2. Dosificaciones de los hormigones autocompactantes propuestas con cada cemento estudiado (para 1 m3 de hormigón).

Hormigón 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Tipo de cemento I 42,5 R/SR CEM II/A-V

42,5 N CEM II/A-V

42,5 R CEM I 42,5

R I 42,5 R/SR CEM II/A-S 42,5 N

BL II/A-L 42,5 R

CEM II/A-P 42,5 R

CEM II/B-L 32,5 N

Tipo de adición Ceniza Volante Filler Calizo Filler Calizo Filler Calizo Filler Calizo Filler Calizo Filler Calizo Filler Calizo Filler Calizo

Cemento 280 kg 300 kg 325 kg 350 kg 325 kg 350 kg 375 kg 350 kg 350 kg

Adición(*) 200 kg 200 kg 200 kg 200 kg 220 kg 200 kg 156 kg 200 kg 110 kg

Agua 140 kg 150 kg 162 kg 193 kg 179 kg 193 kg 206 kg 193 kg 193 kg

Arena 960 kg 960 kg 960 kg 960 kg 960 kg 960 kg 960 kg 960 kg 960 kg

Grava 695 kg 695 kg 695 kg 695 kg 695 kg 695 kg 695 kg 695 kg 695 kg

Aditivo 4,62 kg (1,65%)

3,90 kg (1,30%)

6,50 kg (2%)

7,35 kg (2,10%)

7,05 kg (2,17%)

2,80 kg (0,80%)

4,31 kg (1,15%)

6,34 kg (1,81%)

6,65 kg (1,90%)

a/c 0,50 0,50 0,50 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55

(*) Sin incluir la adición del propio cemento.


-103-

3.5.2. Resultados de los ensayos en estado fresco

La Tabla 3.3 resume los valores obtenidos en los ensayos de caracterización del

hormigón autocompactante en estado fresco (extensión de flujo, embudo en V y caja en

L) de las dosificaciones adoptadas, a partir de las amasadas de prueba, para cada uno

de los cementos estudiados. En el Anejo 2 se recogen más detalladamente estos

resultados.

El Anejo 1 muestra los resultados de los ensayos de hormigón fresco para cada amasada

de prueba con cada uno de los cementos estudiados.

TABLA 3.3. Resultados de los ensayos de hormigón fresco para las dosificaciones adoptadas con cada uno de los cementos estudiados.

Hormigón 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Extensión de flujo

T50 (s) 2,5 4 3 3 4,8 1,2 2 5 7

Ø1 (cm) 76 70 70 66,5 73 69 66 61 62

Ø2 (cm) 74 71 68,5 63,5 67 71 65 65 66

Øm (cm) 75 70,5 69,3 65 70 70 65,5 63 64

Embudo V TV (s) 9 6 9 14 12 5,5 8,5 10 13

Caja en L

T600 (s) 5,8 3 6 3 3 1,4 2 3 4

H1 (cm) 11 10 10,5 12 10,5 10 13 10,5 10

H2 (cm) 8,2 8 7,5 7,5 8 8 7,5 7,8 8

H2 / H1 0,75 0,80 0,71 0,63 0,76 0,80 0,60 0,74 0,80

3.5.3. Resultados de los ensayos en estado endurecido


En el Anejo 3 se recogen detalladamente los resultados obtenidos en los ensayos de

resistencia a compresión para cada uno de los hormigones estudiados a las edades de 7,

28 y 91 días, excepto para el hormigón confeccionado con el cemento CEM II/B-L 32,5 N.


-104-

Las gráficas con los resultados obtenidos para cada hormigón se pueden observar de la

Figura 3.9 a la Figura 3.17. La Figura 3.18 compara las resistencias a compresión y su

evolución para los nueve hormigones estudiados.

10

20

30

40

50

60

70

0 20 40 60 80 100

Hormigón 1

Res

iste

ncia

a c

ompr

esió

n (M

Pa)

Tiempo (días)

10

20

30

40

50

60

70

0 20 40 60 80 100

Hormigón 2

Res

iste

ncia

a c

ompr

esió

n (M

Pa)

Tiempo (días)

Figura 3.9. Resistencia a compresión. Cemento: I

42,5 R/SR. Adición: ceniza volante.

Figura 3.10. Resistencia a compresión. Cemento:

CEM II/A-V 42,5 N. Adición: filler calizo.

10

20

30

40

50

60

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0 20 40 60 80 100

Hormigón 3

Res

iste

ncia

a c

ompr

esió

n (M

Pa)

Tiempo (días)

10

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0 20 40 60 80 100

Hormigón 4

Res

iste

ncia

a c

ompr

esió

n (M

Pa)

Tiempo (días)


CEM II/A-V 42,5 R. Adición: filler calizo.


CEM I 42,5 R. Adición: filler calizo.


-105-

10

20

30

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0 20 40 60 80 100

Hormigón 5

Res

iste

ncia

a c

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n (M

Pa)

Tiempo (días)

10

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50

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0 20 40 60 80 100

Hormigón 6

Res

iste

ncia

a c

ompr

esió

n (M

Pa)

Tiempo (días)


42,5 R/SR. Adición: filler calizo.


CEM II/A-S 42,5 N. Adición: filler calizo.

10

20

30

40

50

60

70

0 20 40 60 80 100

Hormigón 7

Res

iste

ncia

a c

ompr

esió

n (M

Pa)

Tiempo (días)

10

20

30

40

50

60

70

0 20 40 60 80 100

Hormigón 8

Res

iste

ncia

a c

ompr

esió

n (M

Pa)

Tiempo (días)


BL II/A-L 42,5 R. Adición: filler calizo.


CEM II/A-P 42,5 R. Adición: filler calizo.

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 10 20 30 40 50

Hormigón 9

Res

iste

ncia

a c

ompr

esió

n (M

Pa)

Tiempo (días)ç


CEM II/B-L 32,5 N. Adición: filler calizo.


-106-

10

20

30

40

50

60

70

0 20 40 60 80 100

Hormigón 1 (H1)Hormigón 2 (H2)Hormigón 3 (H3)Hormigón 4 (H4)Hormigón 5 (H5)Hormigón 6 (H6)Hormigón 7 (H7)Hormigón 8 (H8)Hormigón 9 (H9)

Res

iste

ncia

a c

ompr

esió

n (M

Pa)

Tiempo (días)

H1

H9

H7H6

H8

H2

H3

H4

H5

Figura 3.18. Comparación de la resistencia a compresión.

3.5.3.2. Ensayo de módulo de elasticidad a compresión


módulo de elasticidad a compresión para cada uno de los hormigones estudiados a las

edades de 7, 28 y 91 días, excepto para el hormigón 9 confeccionado con el cemento

CEM II/B-L 32,5 N.

De la Figura 3.19 a la Figura 3.27 se pueden ver las gráficas, para cada hormigón, con

los resultados del módulo de elasticidad. La Figura 3.28 compara los módulos de

elasticidad a compresión y su evolución para los ocho de los nueve hormigones

estudiados.


-107-

15

20

25

30

35

40

45

50

0 20 40 60 80 100

Hormigón 1

Mód

ulo

de e

last

icid

ad (G

Pa)

Tiempo (días)

15

20

25

30

35

40

45

50

0 20 40 60 80 100

Hormigón 2

Mód

ulo

de e

last

icid

ad (G

Pa)

Tiempo (días)

Figura 3.19. Módulo de elasticidad a compresión.

Cemento: I 42,5 R/SR. Adición: ceniza volante.


Cemento: CEM II/A-V 42,5 N. Adición: filler calizo.

15

20

25

30

35

40

45

50

0 20 40 60 80 100

Hormigón 3

Mód

ulo

de e

last

icid

ad (G

Pa)

Tiempo (días)

15

20

25

30

35

40

45

50

0 20 40 60 80 100

Hormigón 4

Mód

ulo

de e

last

icid

ad (G

Pa)

Tiempo (días)


Cemento: CEM II/A-V 42,5 R. Adición: filler calizo.


Cemento: CEM I 42,5 R. Adición: filler calizo.

15

20

25

30

35

40

45

50

0 20 40 60 80 100

Hormigón 5

Mód

ulo

de e

last

icid

ad (G

Pa)

Tiempo (días)

15

20

25

30

35

40

45

50

0 20 40 60 80 100

Hormigón 6

Mód

ulo

de e

last

icid

ad (G

Pa)

Tiempo (días)


Cemento: I 42,5 R/SR. Adición: filler calizo.


Cemento: CEM II/A-S 42,5 N. Adición: filler calizo.


-108-

15

20

25

30

35

40

45

50

0 20 40 60 80 100

Hormigón 7M

ódul

o de

ela

stic

idad

(GPa

)

Tiempo (días)

15

20

25

30

35

40

45

50

0 20 40 60 80 100

Hormigón 8

Mód

ulo

de e

last

icid

ad (G

Pa)

Tiempo (días)


Cemento: BL II/A-L 42,5 R. Adición: filler calizo.


Cemento: CEM II/A-P 42,5 R. Adición: filler calizo.

15

20

25

30

35

40

0 10 20 30 40 50

Hormigón 9

Mód

ulo

de e

last

icid

ad (G

Pa)

Tiempo (días)

Figura 3.27. Módulo de elasticidad a compresión. Cemento: CEM II/B-L 32,5 N. Adición: filler calizo.


-109-

24

26

28

30

32

34

36

38

40

0 20 40 60 80 100

Hormigón 1 (H1)Hormigón 2 (H2)Hormigón 3 (H3)Hormigón 4 (H4)Hormigón 5 (H5)Hormigón 6 (H6)Hormigón 7 (H7)Hormigón 8 (H8)

Mód

ulo

de e

last

icid

ad (G

Pa)

Tiempo (días)

H1

H2

H3

H4

H5

H6

H8

H7

Figura 3.28. Comparación del módulo de elasticidad a compresión.

3.5.3.3. Ensayo de resistencia a tracción indirecta


resistencia a tracción indirecta para cada uno de los hormigones estudiados a las edades

de 7, 28 y 91 días, excepto para el hormigón 9 confeccionado con el cemento CEM II/B-L

32,5 N.

Las gráficas con los resultados obtenidos para cada hormigón se pueden observar de la

Figura 3.29 a la Figura 3.37. La Figura 3.38 compara las resistencias a tracción indirecta

y su evolución para los ocho de los nueve hormigones estudiados.


-110-

1

2

3

4

5

6

7

0 20 40 60 80 100

Hormigón 1R

esis

tenc

ia a

trac

ción

in

dire

cta

(MPa

)

Tiempo (días)

1

2

3

4

5

6

7

0 20 40 60 80 100

Hormigón 2

Res

iste

ncia

a tr

acci

ón

indi

rect

a (M

Pa)

Tiempo (días)

Figura 3.29. Resistencia a tracción indirecta.

Cemento: I 42,5 R/SR. Adición: ceniza volante.


Cemento: CEM II/A-V 42,5 N. Adición: filler calizo.

1

2

3

4

5

6

7

0 20 40 60 80 100

Hormigón 3

Res

iste

ncia

a tr

acci

ónin

dire

cta

(MPa

)

Tiempo (días)

1

2

3

4

5

6

7

0 20 40 60 80 100

Hormigón 4R

esis

tenc

ia a

trac

ción

indi

rect

a (M

Pa)

Tiempo (días)


Cemento: CEM II/A-V 42,5 R. Adición: filler calizo.


Cemento: CEM I 42,5 R. Adición: filler calizo.

1

2

3

4

5

6

7

0 20 40 60 80 100

Hormigón 5

Res

iste

ncia

a tr

acci

ónin

dire

cta

(MPa

)

Tiempo (días)

1

2

3

4

5

6

7

0 20 40 60 80 100

Hormigón 6

Res

iste

ncia

a tr

acci

ónin

dire

cta

(MPa

)

Tiempo (días)


Cemento: I 42,5 R/SR. Adición: filler calizo.


Cemento: CEM II/A-S 42,5 N. Adición: filler calizo.


-111-

1

2

3

4

5

6

7

0 20 40 60 80 100

Hormigón 7R

esis

tenc

ia a

trac

ción

indi

rect

a (M

Pa)

Tiempo (días)

1

2

3

4

5

6

7

0 20 40 60 80 100

Hormigón 8

Res

iste

ncia

a tr

acci

ónin

dire

cta

(MPa

)

Tiempo (días)


Cemento: BL II/A-L 42,5 R. Adición: filler calizo.


Cemento: CEM II/A-P 42,5 R. Adición: filler calizo.

1

2

3

4

5

6

7

0 10 20 30 40 50

Hormigón 9

Res

iste

ncia

a tr

acci

ón

indi

rect

a (M

Pa)

Tiempo (días)

Figura 3.37. Resistencia a tracción indirecta. Cemento: CEM II/B-L 32,5 N. Adición: filler calizo.


-112-

2,5

3

3,5

4

4,5

5

5,5

6

0 20 40 60 80 100


Res

iste

ncia

a tr

acci

ón in

dire

cta

(MPa

)

Tiempo (días)

H1

H5

H7H6

H8 H4

H3

H2

Figura 3.38. Comparación de la resistencia a tracción indirecta.

3.5.3.4. Ensayo de fluencia y retracción

Las gráficas con los resultados del registro de temperatura y humedad, deformación total,

deformación por fluencia, retracción y coeficiente de fluencia obtenidos para cada

hormigón se pueden observar en las Figuras 3.39-54.

Las Figuras 3.39-44 corresponden al hormigón 4 (tipo de cemento: CEM I 42,5 R). Las

Figuras 3.45-50 muestran los resultados obtenidos para el hormigón 6 (tipo de cemento:

CEM II/A-S 42,5 N). Por último, las Figuras 3.51-54 corresponden al hormigón 7 (tipo de

cemento: BL II/A-L 42,5 R).

Las Figuras 3.55-58 comparan la deformación diferida total, la deformación por fluencia,

la retracción y el coeficiente de fluencia, respectivamente, para cada uno de los tres

hormigones estudiados.


-113-

0

5

10

15

20

25

30

35

0 50 100 150 200 250 300 350

Hormigón 4

Tem

pera

tura

(ºC

)

Tiempo (días)

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150 200 250 300 350

Hormigón 4

Hum

edad

(%)

Tiempo (días)

Figura 3.39. Ensayo de fluencia y retracción:

Registro de la temperatura durante el ensayo.


Registro de la humedad durante el ensayo.

0

2

4

6

8

10

12

14

0 50 100 150 200 250 300 350

Hormigón 4

Probeta AProbeta BMedia A y B

Def

orm

ació

n di

ferid

a to

tal (

x 10

-4)

Tiempo (días)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 50 100 150 200 250 300 350

Hormigón 4


Def

orm

ació

n po

r flu

enci

a (x

10

-4)

Tiempo (días)

Figura 3.41. Deformación diferida total.

Figura 3.42. Deformación por fluencia.

0

1

2

3

4

5

0 50 100 150 200 250 300 350

Hormigón 4

Ret

racc

ión

(x 1

0-4)

Tiempo (días)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 50 100 150 200 250 300 350

Hormigón 4

Probeta AProbeta BMedia A y BC

oefic

ient

e de

flue

ncia

Tiempo (días)

Figura 3.43. Retracción medida en la probeta C. Figura 3.44. Coeficiente de fluencia.


-114-

0

5

10

15

20

25

30

35

0 50 100 150 200

Hormigón 6Hormigón 7

Tem

pera

tura

(ºC

)

Tiempo (días)

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150 200

Hormigón 6Hormigón 7

Hum

edad

(%)

Tiempo (días) Figura 3.45. Ensayo de fluencia y retracción:

Registro de la temperatura durante el ensayo.


Registro de la humedad durante el ensayo.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 50 100 150 200

Hormigón 6


Def

orm

ació

n di

ferid

a to

tal (

x 10

-4)

Tiempo (días)

0

2

4

6

8

10

12

0 50 100 150 200

Hormigón 6


Def

orm

ació

n po

r flu

enci

a (x

10

-4)

Tiempo (días)



0

1

2

3

4

5

6

0 50 100 150 200

Hormigón 6

Ret

racc

ión

(x 1

0-4)

Tiempo (días)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 50 100 150 200

Hormigón 6


Coe

ficie

nte

de fl

uenc

ia

Tiempo (días)



-115-

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 50 100 150 200

Hormigón 7


Def

orm

ació

n di

ferid

a to

tal (

x 10

-4)

Tiempo (días)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 50 100 150 200

Hormigón 7


Def

orm

ació

n po

r flu

enci

a (x

10

-4)

Tiempo (días)



0

1

2

3

4

5

0 50 100 150 200

Hormigón 7

Ret

racc

ión

(x10

-4)

Tiempo (días)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 50 100 150 200

Hormigón 7

Probeta AProbeta BMedia A y BC

oefic

ient

e de

flue

ncia

Tiempo (días)



-116-

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 50 100 150 200 250 300 350

Hormigón 4Hormigón 6Hormigón 7

Def

orm

ació

n di

ferid

a to

tal (

x 10

-4)

Tiempo (días)

0

2

4

6

8

10

12

0 50 100 150 200 250 300 350


Def

orm

ació

n po

r flu

enci

a (x

10-4

)

Tiempo (días)

Figura 3.55. Comparación de la deformación

diferida total.

Figura 3.56. Comparación de la deformación por

fluencia.

0

1

2

3

4

5

0 50 100 150 200 250 300 350


Ret

racc

ión

(x 1

0-4)

Tiempo (días)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 50 100 150 200 250 300 350

Hormigón 4Hormigón 6Hormigón 7C

oefic

ient

e de

flue

ncia

Tiempo (días)

Figura 3.57. Comparación de la retracción. Figura 3.58. Coeficiente de fluencia.

CAPÍTULO 4 CARACTERIZACIÓN DEL

MORTERO Y LA PASTA DE CEMENTO


-119-

4.1. INTRODUCCIÓN

En este capítulo se describen los cementos especiales que son cementos que

posiblemente aparezcan en el mercado y cuyo uso es específico para la fabricación del

hormigón autocompactante. Están regulados por la Instrucción RC-08. Estos cementos

incluyen las adiciones complementarias que dotarían al hormigón de la cantidad de

partículas finas necesarias para dar a la mezcla la fluidez y cohesión adecuadas a las

características de los hormigones autocompactantes.

En el apartado 4.2 de este capítulo se describen los materiales que se han utilizado para

la fabricación del mortero y de la pasta. En el 4.3 se explica cómo se han fabricado las

probetas de mortero y qué ensayos se han realizado para caracterizarlos

mecánicamente. En el 4.4 se describen los ensayos de consistencia, de tiempo de

fraguado y de estabilidad de volumen. Y, por último, en el 4.5 se exponen todos los

resultados que se han obtenido tanto para el mortero como para la pasta.

4.2. MATERIALES EMPLEADOS

4.2.1. Arena normalizada

La arena empleada ha sido arena normalizada CEN según el artículo 5.1.3 de la norma

UNE-EN 196-1:2005.

Capítulo 4. Caracterización del mortero y la pasta de cemento.

-120-

4.2.2. Cemento

Se han empleado los mismos cementos que se describen en el apartado 3.3.2.

4.2.3. Adición

Se han empleado como adiciones la ceniza volante y el filler calizo especificados en el

apartado 3.3.3.

4.2.4. Agua

El agua que se utilizó procedía del sistema de suministro del Canal de Isabel II.

4.3. MORTERO

4.3.1. Fabricación de las probetas de mortero Inicialmente para la fabricación de las probetas de mortero se hizo según el

procedimiento que se especifica en la norma UNE-EN 196-1:2005, pero tras la

fabricación y los ensayos (ver Anejo 4) se introdujeron pequeñas modificaciones con el fin

de corregir la pérdida de resistencia del mortero debida a la sustitución de parte del

cemento por adición.

Las modificaciones introducidas afectan a la composición del mortero tal y como se

especifica en la norma UNE-EN 196-1:2005. Ello se debe a que si se contabiliza el

cemento con adición como si fuese cemento, la resistencia del mortero disminuye

considerablemente. Por ello hay que contabilizar sólo el cemento, sin la adición, y ésta

considerarla como parte de la arena normalizada CEN, siendo la cantidad máxima de

arena normalizada más la adición la que se estipula en la norma UNE-EN 196-1:2005, de

1.350 gramos. En el Anejo 5 de este documento se muestran las dosificaciones

adoptadas para cada uno de los cementos. La diferencia entre las diferentes

dosificaciones reside en la cantidad y tipo de adición y, en consecuencia, de arena

normalizada. La cantidad de cemento y la relación agua / cemento es la especificada en

la norma UNE-EN 196-1:2005. La cantidad de adición viene fijada por el porcentaje de


-121-

adición respecto al cemento de cada dosificación adoptada para el hormigón

autocompactante (ver apartado 3.5.1).

El proceso de amasado del mortero que se siguió es el que se especifica en la norma

UNE-EN 196-1:2005. En la Figura 4.1 se muestran las distintas fases del proceso. En

primer lugar se pesaron todos los materiales (cemento, adición, arena y agua). A

continuación se vertió el agua en la amasadora y, después, el cemento junto con la

adición. Posteriormente se amasó a velocidad lenta durante 30 s. Después, se añadió la

arena de forma uniforme durante 30 s a velocidad lenta de amasado. Posteriormente se

amasó a velocidad rápida durante 30 s. Una vez finalizado este proceso, se paró la

amasadora y se dejó reposar la masa durante 90 s, finalizando el proceso a velocidad

rápida durante 60 s.

Una vez realizado el amasado se procedió al llenado de los moldes. Este proceso se

realizó en dos capas. Primero una capa uniforme, que se compactó con 60 golpes en la

compactadora y, a continuación, se vertió la segunda capa de mortero que también se

compactó con 60 golpes. Terminado el proceso, se enrasaron los moldes retirándose el

material sobrante.

Una vez confeccionadas las probetas, se conservaron protegidas con una lámina de

polietileno durante 24 horas, en ambiente de laboratorio. Transcurridas 24 horas se

desmoldaron y se guardaron en una cámara de curado a temperatura de 20ºC ± 1ºC y

humedad relativa ≥ 95% hasta el momento de la realización de los ensayos de

caracterización mecánica.

De cada dosificación adoptada para cada cemento se confeccionaron seis probetas

prismáticas de 40x40x160 mm. Tres probetas se ensayaron a 2 ó 7 días, dependiendo

del tipo de cemento, y las otras tres se ensayaron a la edad de 28 días.


-122-

a) b)

c)

d)

e)

f)

Figura 4.1. Preparación de las probetas de mortero: a) pesado de la arena normalizada; b)

pesado de la adición (en este caso, filler calizo); c) amasadora planetaria de dos velocidades

para mortero; d) agua, cemento y adición antes del amasado; e) mortero amasado, y f) moldes

en la compactadora.


-123-

g) h)

Figura 4.1. (Continuación) g) probetas de mortero compactadas y enrasadas, y h) seis probetas

de cada tipo de mortero una vez acabadas.

4.3.2. Determinación de resistencias mecánicas

Los ensayos de caracterización mecánica del mortero se efectuaron a las edades de 2 y

28 días desde la fecha de confección del mortero, excepto con el cemento CEM II/B-L

32,5 N en que los ensayos se realizaron a las edades de 7 y 28 días, según se especifica

en la Instrucción RC-08.

4.3.2.1. Ensayo de resistencia a flexotracción

El ensayo de resistencia a flexotracción se realizó según la norma UNE-EN 196-1:2005 y

en la Figura 4.2 se muestran algunas fotografías del proceso.

Los ensayos se realizaron con tres probetas extraídas de la cámara húmeda. Después de

dejarlas en ambiente de laboratorio durante tres horas, se colocaron en la máquina de

ensayos con una cara lateral sobre los rodillos del soporte y con su eje longitudinal

normal a los apoyos, como se puede observar en la Figura 4.2b. A continuación se aplicó

la carga vertical centrada hasta que se produjo la rotura. El cálculo de la resistencia a

flexotracción se hizo de acuerdo a la norma UNE-EN 196-1:2005. Las dos mitades de

cada probeta que se obtuvieron tras la rotura se ensayaron a compresión.


-124-

a) b)

c)

d)

Figura 4.2. Ensayo de resistencia a flexotracción: a) probetas prismáticas antes del ensayo; b)

probeta durante el ensayo; c) probeta rota tras el ensayo, y d) dos mitades resultantes del

ensayo.


El ensayo de resistencia compresión se efectuó una vez concluido el ensayo a

flexotracción y según la norma UNE-EN 196-1:2005. Para la realización del ensayo se

emplearon los semiprismas resultantes del ensayo anteriormente descrito. Cada

semiprisma se colocó centrado en el dispositivo de ensayo (capilla) como se puede ver

en la Figura 4.3a y se ensayó hasta rotura a una velocidad de carga de 2.400 N/s ± 200

N/s. El cálculo de la resistencia a compresión se realizó de acuerdo a la norma UNE-EN

196-1:2005. La Figura 4.3 muestra algunas imágenes del proceso.


-125-

a) b)

c)

Figura 4.3. Ensayo de resistencia a compresión: a) probeta semi-prismática durante el ensayo;

b) probeta rota tras el ensayo a 2 días, y c) probeta rota tras el ensayo a 28 días.

4.4. PASTA

4.4.1. Ensayo de consistencia normal

El ensayo de consistencia normal se realizó con anterioridad a los ensayos de aguja de

Vicat y agujas de Le Chatelier debido a que para hacer estos dos ensayos es necesario

conocer la cantidad de agua que constituye la de la “pasta de consistencia normal” que

se obtiene a través del ensayo de consistencia normal. Este ensayo se realizó según la

norma UNE-EN 196-3:2005, aunque se han hecho dos modificaciones para adaptarlo a

un cemento con alto contenido de adición. Para cada cemento se hicieron dos ensayos


-126-

de consistencia normal: el primero para el cemento sin adición, y el segundo para el

cemento con la adición correspondiente.

La primera modificación que se introdujo respecto a la norma UNE-EN 196-3:2005 es que

la pasta no es de cemento puro sino que incorpora la adición correspondiente a cada

cemento que viene determinada por el porcentaje de adición respecto al peso de

cemento de cada una de las dosificaciones adoptadas de hormigón autocompactante que

se especifican en el apartado 3.5.1.

La segunda modificación consistió en confeccionar la pasta con 1.000 g de cemento (o

cemento más adición) en vez de 500 g que es lo que estipula la norma UNE-EN 196-

3:2005. Ello se debe a que se consigue un mejor proceso de amasado y una mayor

homogeneidad de la mezcla.

Para la realización del ensayo se empleó un equipo manual de Vicat. Se pesaron todos

los materiales (cemento o cemento con adición y agua). A continuación se vertió el agua

y el cemento, o el cemento con adición, en la amasadora donde se amasaron los

materiales durante 90 s a velocidad lenta. Después la masa se dejó en reposo durante 30

s y, de nuevo se amasó a velocidad rápida durante 90 s.

Una vez finalizado el proceso de amasado de la pasta, se llenó el molde, ligeramente

engrasado, que estaba colocado sobre una placa base que también estaba ligeramente

engrasada. El llenado del molde se hizo sin compactación ni vibración. Al final del

proceso se enrasó.

Inmediatamente después de centrar y enrasar el molde, se bajó la sonda hasta que tocó

la pasta como se puede ver en la Figura 4.4b. Se dejó reposar durante 30 s en esta

posición y, después se liberó la sonda para que penetrase verticalmente en la pasta. A

los 30 s de haber liberado la sonda se realizó la lectura de la profundidad de penetración.

Esta lectura proporcionó la distancia entre la cara inferior de la sonda y la placa base.

En la Figura 4.4 se muestran las distintas etapas del proceso.

El ensayo de consistencia normal es válido cuando la distancia entre la cara inferior de la

sonda y la placa es 6 mm ± 2 mm. Si no se obtiene este valor hay que repetir el proceso

modificando la cantidad de agua.


-127-

a) b) c)

d)

Figura 4.4. Ensayo de determinación del agua de consistencia normal: a) equipo de Vicat manual; b)

inicio del ensayo de consistencia normal; c) fin del ensayo de consistencia normal, y d) detalle de la

sonda penetrando en la pasta.


-128-

4.4.2. Ensayo de tiempo de fraguado

El ensayo de tiempo de fraguado determina el tiempo de principio y final de fraguado. El

ensayo se realiza con el equipo de aguja de Vicat, que puede ser automático o manual, y

según la norma UNE-EN 196-3:2005. Para cada cemento, el ensayo de tiempo de

fraguado se ha realizado con y sin adición.

Se ha empleado un equipo de aguja de Vicat automático. La Figura 4.5 muestra las

distintas etapas del mismo. El proceso de amasado de la pasta se realizó de la misma

forma que en el ensayo de consistencia normal (ver apartado 4.4.1), añadiendo al

cemento la cantidad de agua resultante en el mismo. Una vez hecha la pasta, se llenó el

molde, se enrasó y se situó en el equipo de Vicat, el cual se puso en marcha de manera

que la aguja penetrará cada 10 minutos.

El tiempo de principio de fraguado correspondió al tiempo en el que la aguja penetró 35

mm1, y el final de fraguado correspondió a una penetración de la aguja de 5 mm.

4.4.3. Ensayo de estabilidad de volumen

El ensayo de estabilidad de volumen se realiza con las agujas de Le Chatelier, tal y como

se especifica en la norma UNE-EN 196-3:2005. Este ensayo sólo se realizó con las

pastas formadas con el cemento más la adición incorporada y el agua de consistencia

normal porque se supone que los cementos comerciales cumplen con las

especificaciones del ensayo.

El proceso de amasado de la pasta se realizó de la misma forma que en el ensayo de

consistencia normal (ver apartado 4.4.1), añadiendo el agua de consistencia normal. A

continuación se llenó el molde ligeramente engrasado, situándolo sobre una placa base

de vidrio, que también estaba ligeramente engrasada en su cara superior. El proceso de

llenado se hizo sin compactación ni vibración y se enrasó la cara superior del molde. Al

finalizar el enrase, se colocó una placa de vidrio ligeramente engrasada en su parte

inferior y, se colocaron unas gomas para evitar que se moviesen las placas. A

continuación, se introdujo el conjunto en una cámara húmeda durante 24 h ± 30 minutos a

20ºC ± 1ºC y a una humedad relativa del 95%.

1 La norma UNE EN 196-3:2005 especifica como tiempo de principio de fraguado el momento en que la distancia entre la aguja y la placa base es 6 mm ± 3 mm con un molde de 40,0 mm ± 0,2 mm de altura.


-129-

a) b)

c)

d)

Figura 4.5. Ensayo de determinación del tiempo de principio y final de fraguado: a) aparato de

aguja Vicat automático; b) detalle de penetración de la aguja en la pasta; c) pasta en el instante

correspondiente al tiempo de inicio de fraguado, y d) pasta una vez finalizado el ensayo.

Una vez transcurridas las 24 h, se sacaron las probetas de la cámara húmeda y se midió

la distancia (A) entre las puntas de las agujas. A continuación se introdujo el conjunto en

un baño termostático, como se muestra en el Figura 4.6e, calentando gradualmente hasta

la ebullición durante 30 min ± 5 min. Se mantuvo en ebullición durante 3 h± 5 min. Una

vez finalizado este periodo de tiempo se sacaron los moldes y se midió la distancia (B)

entre las puntas de las agujas. Se dejaron enfriar las probetas y una vez que ya estaban

frías se volvió a medir la distancia (C) entre las puntas de las agujas.

En la Figura 4.6 se muestran distintas fases del proceso realizado.


-130-

Para que el ensayo sea válido, la diferencia entre las medidas C y A debe ser menor de

10 mm como se especifica en la norma UNE-EN 196-3:2005. Si la diferencia excede de

este valor hay que repetir el ensayo de nuevo.

a) c)

b)

d)

e)

Figura 4.6. Ensayo de estabilidad de volumen: a) molde de Le Chatelier; b) llenado del molde de

Le Chatelier; c) molde tras el ensayo con las agujas separadas; d) conjunto preparado para su

introducción en el baño, y e) vista del baño termostático con los moldes en su interior.


-131-

4.5. RESULTADOS

4.5.1. Mortero

4.5.1.1. Dosificaciones de las probetas de mortero

La Tabla 4.1 muestra las dosificaciones de los morteros para cada uno de los cementos

estudiados. En el Anejo 5 se puede ver con más detalle la dosificación propuesta para

cada uno de los cementos.

4.5.1.2. Ensayo de resistencia a flexotracción En el Anejo 5 se recogen detalladamente los resultados obtenidos en los ensayos de

resistencia a flexotracción para cada uno de los morteros estudiados a las edades de 2 y

28 días, excepto para el mortero 8 confeccionado con el cemento CEM II/B-L 32,5 N

cuyos resultados corresponden a 7 y 28 días.

Las gráficas con los resultados obtenidos para cada mortero se pueden observar en las

Figuras 4.7-15. La Figura 3.16 compara las resistencias a flexotracción y su evolución

para los nueve morteros estudiados.

4.5.1.3. Ensayo de resistencia a compresión En el Anejo 5 se recogen detalladamente los resultados obtenidos en los ensayos de

resistencia a compresión para cada uno de los morteros estudiados a las edades de 2 y

28 días, excepto para el mortero 8 confeccionado con el cemento CEM II/B-L 32,5 N

cuyos resultados corresponden a 7 y 28 días.

Las gráficas con los resultados obtenidos para cada mortero se muestran de las Figuras

4.17-25. La Figura 3.26 compara las resistencias a compresión y su evolución para los

nueve morteros estudiados.


-132-

TABLA 4.1. Dosificaciones de los morteros propuestas para los ensayos mecánicos de cada cemento más la adición estudiado.

Mortero 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Tipo de cemento CEM I 42,5 R I 42,5 R/SR I 42,5 R/SR CEM II/A-V

42,5 R CEM II/A-V

42,5 N CEM II/A-S

42,5 N CEM II/A-P

42,5 R CEM II/B-L

32,5 N BL II/A-L 42,5 R

Tipo de adición FC CV FC FC FC FC FC FC FC

Cemento (gramos) 450 450 450 450 450 450 450 450 450

Adición (gramos) 257,2 321,5 304,6 277,0 300,0 257,2 257,2 141,4 187,5

Arena (gramos) 1092,8 1028,5 1045,3 1073,0 1050,0 1092,8 1092,8 1208,6 1162,5

Agua 225 225 225 225 225 225 225 225 225

a/c 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50

FC: Filler Calizo. CV: Ceniza Volante.


-133-

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 5 10 15 20 25 30

Mortero 1

Res

iste

ncia

a fl

exot

racc

ión

(MPa

)

Tiempo (días)

1

1,5

2

2,5

3

0 5 10 15 20 25 30

Mortero 2

Res

iste

ncia

a fl

exot

racc

ión

(MPa

)

Tiempo (días)

Figura 4.7. Resistencia a flexotracción. Cemento:

CEM I 42,5 R. Adición: filler calizo.

Figura 4.8. Resistencia a flexotracción. Cemento: I


1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 5 10 15 20 25 30

Mortero 3

Res

iste

ncia

a fl

exot

racc

ión

(MPa

)

Tiempo (días)

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 5 10 15 20 25 30

Mortero 4

Res

iste

ncia

a fl

exot

racc

ión

(MPa

)

Tiempo (días)

Figura 4.9. Resistencia a flexotracción. Cemento: I




1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 5 10 15 20 25 30

Mortero 5

Res

iste

ncia

a fl

exot

racc

ión

(MPa

)

Tiempo (días)

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 5 10 15 20 25 30

Mortero 6

Res

iste

ncia

a fl

exot

racc

ión

(MPa

)

Tiempo (días)


CEM II/A-V 42,5 N. Adición: filler calizo. Figura 4.12. Resistencia a flexotracción. Cemento:



-134-

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 5 10 15 20 25 30

Mortero 7R

esis

tenc

ia a

flex

otra

cció

n (M

Pa)

Tiempo (días)

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 5 10 15 20 25 30

Mortero 8

Res

iste

ncia

a fl

exot

racc

ión

(MPa

)

Tiempo (días)


CEM II/A-P 42,5 R. Adición: filler calizo.



1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 5 10 15 20 25 30

Mortero 9

Res

iste

ncia

a fl

exot

racc

ión

(MPa

)

Tiempo (días)




-135-

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 5 10 15 20 25 30

Mortero 1 (M1)Mortero 2 (M2)Mortero 3 (M3)Mortero 4 (M4)Mortero 5 (M5)Mortero 6 (M6)Mortero 7 (M7)Mortero 8 (M8)Mortero 9 (M9)

Res

iste

ncia

a fl

exot

racc

ión

(MPa

)

Tiempo (días)

M1

M9M8

M7

M6M5

M4

M3

M2

Figura 4.16. Comparación de la resistencia a flexotracción.

35

40

45

50

55

60

0 5 10 15 20 25 30

Mortero 1

Res

iste

ncia

a c

ompr

esió

n (M

Pa)

Tiempo (días)

40

50

60

70

80

0 5 10 15 20 25 30

Mortero 2

Res

iste

ncia

a c

ompr

esió

n(M

Pa)

Tiempo (días)


CEM I 42,5 R. Adición: filler calizo. Figura 4.18. Resistencia a compresión. Cemento: I



-136-

35

40

45

50

55

60

65

0 5 10 15 20 25 30

Mortero 3R

esis

tenc

ia a

com

pres

ión

(MPa

)

Tiempo (días)

35

40

45

50

55

60

0 5 10 15 20 25 30

Mortero 4

Res

iste

ncia

a c

ompr

esió

n(M

Pa)

Tiempo (días)





30

35

40

45

50

55

60

0 5 10 15 20 25 30

Mortero 5

Res

iste

ncia

a c

ompr

esió

n(M

Pa)

Tiempo (días)

35

40

45

50

55

60

0 5 10 15 20 25 30

Mortero 6R

esis

tenc

ia a

com

pres

ión

(MPa

)

Tiempo (días)


CEM II/A-V 42,5 N. Adición: filler calizo.



35

40

45

50

55

60

0 5 10 15 20 25 30

Mortero 7

Res

iste

ncia

a c

ompr

esió

n(M

Pa)

Tiempo (días)

25

30

35

40

45

0 5 10 15 20 25 30

Mortero 8

Res

iste

ncia

a c

ompr

esió

n(M

Pa)

Tiempo (días)


CEM II/A-P 42,5 R. Adición: filler calizo. Figura 4.24. Resistencia a compresión. Cemento:



-137-

25

30

35

40

45

50

0 5 10 15 20 25 30

Mortero 9

Res

iste

ncia

a c

ompr

esió

n (M

Pa)

Tiempo (días)



30

40

50

60

70

80

0 5 10 15 20 25 30

Mortero 1 (M1)Mortero 2 (M2)Mortero 3 (M3)Mortero 4 (M4)Mortero 5 (M5)Mortero 6 (M6)Mortero 7 (M7)Mortero 8 (M8)Mortero 9 (M9)

Res

iste

ncia

a c

ompr

esió

n (M

Pa)

Tiempo (días)

M1

M9

M8

M7M6

M5M4

M3

M2

Figura 4.26. Comparación de la resistencia a compresión.


-138-

4.5.2. Pasta

4.5.2.1. Ensayo de consistencia normal

La Tabla 4.2 muestra el agua de consistencia normal que se obtuvo para cada amasada

con cemento con y sin adición.

TABLA 4.2. Resultados del agua de consistencia normal.

Dosificación Tipo de cemento Adición Cemento

(gramos)Adición

(gramos)

Agua de consistencia

(gramos)

Relación (a/c)

1 CEM I 42,5 R

Sin adición 1.000 0 340 0,34 2 FC 636,3 363,7 280 0,28 3

I 42,5 R/SR

Sin adición 1.000 0 390 0,39 4 CV 583,3 416,7 282 0,28 5 FC 596,3 403,7 315 0,32 6 CEM II/A-V

42,5 R Sin adición 1.000 0 290 0,29

7 FC 619 381 250 0,25 8 CEM II/A-V

42,5 N Sin adición 1.000 0 295 0,30

9 FC 600 400 240 0,24 10 CEM II/A-S

42,5 N Sin adición 1.000 0 280 0,28

11 FC 636,3 363,7 245 0,25 12 CEM II/A-P

42,5 R Sin adición 1.000 0 325 0,33

13 FC 636,3 363,7 300 0,30 14 CEM II/B-L

32,5 N Sin adición 1.000 0 285 0,29

15 FC 841,6 158,4 278 0,28 16 BL II/A-L

42,5 R Sin adición 1.000 0 275 0,28

17 FC 705,9 294,1 255 0,26 FC: Filler Calizo.

CV: Ceniza Volante.


-139-

4.5.2.2. Ensayo de tiempo de fraguado La Tabla 4.3 muestra los resultados obtenidos en el ensayo de tiempo de fraguado

(principio y fin de fraguado) para cada una de las dosificaciones.

Las gráficas del ensayo de principio y final de fraguado para cada una de las pastas

(cemento y el agua de consistencia normal o cemento, adición complementaria y el agua

de consistencia normal) se pueden observar en las Figuras 4.27-34.

TABLA 4.3. Resultados del ensayo de tiempo de fraguado.

Dosificación Tipo de cemento Adición Principio de fraguado

Final de fraguado

1 CEM I 42,5 R

Sin adición 3h 3h 58min 2 Filler Calizo 2h 20min 4h 08min 3

I 42,5 R/SR Sin adición 3h 13min 4h 13min

4 Ceniza volante 3h 10min 4h 31min 5 Filler Calizo 2h 19min 3h 11min 6

CEM II/A-V 42,5 RSin adición 2h 41min 3h 42min

7 Filler Calizo 2h 02min 2h 51min 8

CEM II/A-V 42,5 NSin adición 2h 47min 4h 05min


CEM II/A-S 42,5 NSin adición 2h 09min 2h 54min


CEM II/A-P 42,5 RSin adición 2h 03min 2h 43min


CEM II/B-L 32,5 N Sin adición 1h 58min 2h 44min


BL II/A-L 42,5 R Sin adición 1h 37min 2h 10min

17 Filler Calizo 1h 29min 2h 02min


-140-

0

5

10

15

20

25

30

35

400 50 100 150 200 250 300 350 400

CEM I 42,5 R

Sin FCCon FCPe

netr

ació

n (m

m)

Tiempo (minutos)

0

5

10

15

20

25

30

35

400 50 100 150 200 250 300 350 400

I 42,5 R/SR

Sin FC/CVCon CVCon FC

Pene

trac

ión

(mm

)

Tiempo (minutos)

Figura 4.27. Ensayo de fraguado.

Cemento: CEM I 42,5 R.


Cemento: I 42,5 R/SR.

0

5

10

15

20

25

30

35

400 50 100 150 200 250 300 350 400

CEM II/A-V 42,5 R

Sin FCCon FCPe

netr

ació

n (m

m)

Tiempo (minutos)

0

5

10

15

20

25

30

35

400 50 100 150 200 250 300 350 400

CEM II/A-V 42,5 N

Sin FCCon FCPe

netr

ació

n (m

m)

Tiempo (minutos)


Cemento: CEM II/A-V 42,5 R.


Cemento: CEM II/A-V 42,5 N.


-141-

0

5

10

15

20

25

30

35

400 50 100 150 200 250

CEM II/A-S 42,5 N

Sin FCCon FC

Pene

trac

ión

(mm

)

Tiempo (minutos)

0

5

10

15

20

25

30

35

400 50 100 150 200 250

CEM II/A-P 42,5 R

Sin FCCon FC

Pene

trac

ión

(mm

)

Tiempo (minutos)


Cemento: CEM II/A-S 42,5 N.


Cemento: CEM II/A-P 42,5 R.

0

5

10

15

20

25

30

35

400 50 100 150 200 250

CEM II/B-L 32,5 N

Sin FCCon FC

Pene

trac

ión

(mm

)

Tiempo (minutos)

0

5

10

15

20

25

30

35

400 50 100 150 200 250

BL II/A-L 42,5 R

Sin FCCon FCPe

netr

ació

n (m

m)

Tiempo (minutos)


Cemento: CEM II/B-L 32,5 N. Figura 4.34. Ensayo de fraguado.

Cemento: BL II/A-L 42,5 R.


-142-

4.5.2.3. Ensayo de estabilidad de volumen La Tabla 4.4 muestra los valores que se han obtenido en el ensayo de las agujas de Le

Chatelier en la medida de la estabilidad de volumen.

TABLA 4.4. Resultados del ensayo de estabilidad de volumen.

Dosificación

Tipo de cemento Adición Separación

A (mm) Separación

B (mm) Separación

C (mm) C - A (mm)

1 CEM I 42,5 R FC

0,0 0,0 0,5 0,5 0,0 0,0 1,0 1,0

2 I 42,5 R/SR

CV 0,5 1,5 1,5 1,0 0,0 0,0 0,0 0,0

3 FC 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,5 0,5

4 CEM II/A-V 42,5 R FC

0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

5 CEM II/A-V 42,5 N FC

0,5 2,0 1,4 0,9 0,0 0,0 0,0 0,0

6 CEM II/A-S 42,5 N FC

0,0 0,0 0,5 0,5 2,0 2,2 2,4 0,4

7 CEM II/A-P 42,5 R FC

1,5 1,6 2,0 0,5 0,0 0,0 0,0 0,0

8 CEM II/B-L 32,5 N FC

0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,5 0,5

9 BL II/A-L 42,5 R FC 0,0 0,0 0,0 0,0

0,0 0,0 0,5 0,5 FC: Filler Calizo.

CV: Ceniza Volante.

CAPÍTULO 5 ENSAYOS DE DURABILIDAD DEL

HORMIGÓN AUTOCOMPACTANTE


-145-

5.1. INTRODUCCIÓN

En este capítulo se describen los ensayos para la caracterización microestructural y de

durabilidad de los hormigones autocompactantes vistos en el Capítulo 3 de la presente

tesis, a excepción del hormigón 9 en el que no se ha estudiado su microestructura y

durabilidad debido a que se rechazó al no alcanzar la resistencia solicitada de 30 MPa.

En el apartado 5.2 se describen los ensayos que se han realizado: ensayo de penetración

de agua bajo presión (5.2.1), ensayo de penetración del ión cloruro (5.2.2), ensayo de

carbonatación acelerada (5.2.3), porosimetría por intrusión de mercurio (5.2.4), análisis

térmico diferencial y termogravimétrico, ATD/TG, (5.2.5), y rayos-X (5.2.6).

Posteriormente en el apartado 5.3 se detallan los resultados obtenidos de cada uno de

los ensayos.

5.2. DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS

5.2.1. Ensayo de penetración de agua bajo presión

El ensayo de penetración de agua bajo presión se realizó según la norma UNE-EN

12390-8:2001. Las probetas que se usaron fueron cilíndricas cuyas dimensiones eran de

Capítulo 5. Ensayos de durabilidad del hormigón autocompactante.

-146-

150 Ø x 300 mm de altura. El ensayo se realizó a la edad de 91 días desde la fabricación

del hormigón.

Antes de la realización del ensayo hubo que proceder a la preparación de la superficie de

las probetas. Éstas se rectificaron en su cara inferior para garantizar un contacto

adecuado entre la junta tórica de goma y la cara de la probeta. Este proceso se realizó

con una máquina rectificadora de superficies planas.

El ensayo de penetración de agua bajo presión se efectuó con el equipo de ensayos

Tonindustrie, como se puede observar en la Figura 5.1a. Este equipo cuenta con tres

líneas independientes de ensayo. Cada línea cuenta con dos platos, entre los que se

sitúa la probeta (ver detalle de la probeta en la Figura 5.2b). El plato superior está

conectado a una línea hidráulica, que a su vez está unido a un recipiente de agua. Este

plato se ajustó con una junta lisa de goma a la cara rectificada de la probeta. La sujeción

del conjunto se realizó con tres barras enroscadas uniformemente entorno a la probeta.

El recipiente de agua está unido a su vez a un tanque de aire presurizado que nos

permite introducir presión en el sistema. La presión que se aplicó fue de 5 bares y se

mantuvo constante durante 72h ± 2h. Además, debido a la disposición de los platos, se

puede garantizar que la presión que se aplicó a las probetas lo fue de manera centrada.

Transcurridas las 72 horas, se retiraron las probetas e inmediatamente se rompieron

mediante el ensayo de tracción indirecta. Una vez rotas las probetas, se marcó en cada

mitad de cada una de ellas la marca dejada por el agua. A continuación se midió la

profundidad máxima (distancia perpendicular entre el extremo de la probeta y el punto

húmedo más interno) con un calibre de precisión ± 0,05 mm. Posteriormente se reprodujo

el perfil húmedo de la probeta en un papel vegetal. Luego se digitalizó pudiéndose

obtener de esta manera el área húmeda y, con este valor, se calculó la profundidad

media equivalente.


-147-

a) b)

c)

d)

e)

Figura 5.1. Ensayo de penetración de agua a presión: a) equipo con las probetas preparadas

para ensayar; b) detalle de la probeta durante el ensayo; c) ensayo de tracción indirecta; d)

probeta rota para la medida de la profundidad del agua y e) muestra del perfil de humedad de la

probeta.


-148-

5.2.2. Ensayo de penetración del ión cloruro

El ensayo de penetración del ión cloruro mide la resistencia del hormigón a la penetración

de dicho ión, y en la realización del mismo se siguieron las recomendaciones de la norma

ASTM C1543-02. El ensayo se realizó a la edad de 91 días desde la fabricación del

hormigón donde las probetas se mantuvieron en una cámara de curado a 20ºC± 2ºC y

una humedad relativa de 95% ± 5%. Las probetas que se usaron fueron cilíndricas cuyas

dimensiones eran de 100 Ø x 200 mm de altura.

Antes de la realización del ensayo hubo que preparar las probetas.

Primero, las probetas se sumergieron, entre 24 y 48 horas, en una disolución saturada de

Ca(OH)2 en agua destilada, hasta que alcanzaron peso constante (diferencia en peso

± 0,1%). A continuación, las probetas se secaron superficialmente y se cubrieron, a

excepción de una de las bases, con una resina epoxi impermeable, Sikafloor-261. Se

aplicaron varias capas de dicha resina hasta alcanzar 1 mm de espesor (ver Figura 5.2a).

Una vez que la resina estaba seca, se cortaron, por vía húmeda, dos lonchas de cada

una de las probetas de cada hormigón cuyo espesor era de 10 mm desde la base que no

tenía resina. La loncha más externa se desechó y la otra se guardó en la cámara de

curado ya que ésta es la loncha referencia para cada hormigón estudiado. En la Figura

5.2b se puede observar la probeta con la loncha de referencia ya cortada. Posteriormente

se volvieron la sumergir las probetas en la disolución saturada de Ca(OH)2. Una vez

saturadas, se sumergieron, durante 91 días, en una disolución de NaCl en agua destilada

al 3% en peso/volumen. La concentración de esta disolución se mantuvo constante

durante la duración del ensayo haciéndose valoraciones semanales del contenido de

cloruros de la misma.

Transcurridos los 91 días, se sacaron las probetas de la disolución y se procedió a la

toma de muestras. Para ello se utilizó un taladro de columna como se muestra en la

Figura 5.2c. Al taladro se le acopló una corona diamantada y el proceso de extracción de

la muestra se realizó en seco. De cada probeta se extrajeron seis muestras cada 5 mm

aproximadamente hasta alcanzar una profundidad de 30 mm. Las Figuras 5.2d y e

muestran imágenes del proceso.


-149-

a) b)

c)

d)

e)

f)

Figura 5.2. Ensayo de penetración del ión cloruro: a) probeta para ensayar después de aplicarle

la resina; b) probeta para ensayar después de cortar una loncha de 1 cm; c) taladro de columna;

d) medición de la profundidad en la probeta; e) recogida de muestra y f) valorador con electrodo

potenciométrico.


-150-

Finalmente, la obtención del perfil de penetración de cloruros y la concentración de

cloruros se realizó según la norma UNE 112010:1994. El equipo que se utilizó para la

valoración es un valorador con electrodo potenciométrico modelo ML-50 de Mettler

Toledo (ver Figura 5.2f). Y la titulación se realizó con una disolución de nitrato de plata

(AgNO3) cuya concentración era 0,05 M.

Posteriormente se determinó el coeficiente efectivo del ión cloruro mediante la función de

error de Gauss (ver ecuación 5.1), según se indica en la norma NT Build 443. El perfil de

la concentración de cloruros se obtuvo a partir de las seis muestras que se obtienen de

cada probeta como se ha dicho anteriormente, donde no se debe superar el 15% de

error.

( , ) ( )( [ ])4( )s s i

e

xC x t C C C erfD t

= − − (5.1)

Donde:

( , )C x t concentración de ión cloruro a profundidad x y tiempo t (% en peso).

x profundidad de penetración (m).

t tiempo (s).

sC concentración en la superficie (% en peso).

erf ecuación de la función de error (ver Figura 5.3).

iC concentración inicial (% en peso).

eD coeficiente de difusión efectivo de transporte de cloruros (m2/s).


-151-

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,5 1 1,5 2

Función de error de Gauss

erf(w

)

Variable w

Figura 5.3. Función de error de Gauss ( )erf w .

5.2.3. Ensayo de carbonatación acelerada

El ensayo de carbonatación acelerada mide la resistencia del hormigón a la penetración

de dióxido de carbono. Es un proceso de difusión y reacción química de dicha sustancia.

El ensayo se realizó a la edad de 91 días desde la fabricación del hormigón donde las

probetas se mantuvieron en una cámara de curado a 20ºC ± 2ºC y una humedad relativa

de 95% ± 5%. Las probetas que se usaron fueron cilíndricas cuyas dimensiones eran de

100 Ø x 200 mm de altura.

Para la realización del ensayo se empleó una cámara hermética (ver Figura 5.4a)

análoga a la que se describe en la norma UNE-EN 13295:2005. Dicha cámara dispone de

un suministro de gas, higrómetro, termómetro y una sonda que permite monitorizar el

contenido de CO2, como se muestra en las Figuras 5.4b-c. De esta forma se controló

periódicamente la humedad, temperatura y contenido de CO2.

La duración del ensayo fue de 12 semanas para cada uno de los hormigones estudiados.

Durante este tiempo las probetas se expusieron a un ambiente cuyo contenido de CO2

era de 6% ± 1% y una temperatura de 23,5ºC ± 2,5ºC y una humedad relativa del

65% ± 2%.

Antes de la realización del ensayo no hubo que preparar las probetas.


-152-

La medición de la profundidad de carbonatación se realizó según la norma UNE

112011:1994 y se llevó a cabo cada cuatro semanas, por lo que de cada hormigón se

efectuaron tres mediciones de profundidad de carbonatación. El proceso que se siguió

fue el siguiente. Primero se cortó una rodaja de 20 mm de espesor de cada una de las

probetas de los diferentes hormigones estudiados. Posteriormente se dejaron secar a

ambiente de laboratorio tanto la probeta restante como la loncha cortada debido a que la

probeta se cortó por vía húmeda, como se muestra en la Figura 5.4d. Posteriormente se

aplicó un indicador (disolución de fenolftaleína) para medir la profundidad de penetración

de CO2, como se observa en la Figura 5.4e.

Una vez aplicado el indicador de fenolftaleína, se midió la profundidad máxima (distancia

perpendicular entre la tangente en el arco en la zona de superficie y la zona más interna

de la loncha o la probeta restante con menos alcalinidad) de penetración de CO2 con un

calibre de precisión ± 0,05 mm. Posteriormente se reprodujo la huella de la marca de

carbonatación resultante de la loncha y de la probeta restante en un papel vegetal. Luego

se digitalizó pudiéndose obtener así el área carbonatada y, con este valor, se calculó la

profundidad media equivalente.

Posteriormente se trató de calcular el coeficiente de difusión pero es un proceso complejo

debido a que sólo se dispone de métodos de integración numérica. Actualmente se

emplean métodos que simplifican el cálculo entre los que cabe destacar: Schiessl,

Rinjnen, Tuutti y Papadakis. Pero debido a que la carbonatación es un fenómeno

fundamentalmente de difusión, la velocidad de carbonatación se puede describir para un

hormigón determinado mediante la ley de Fick (ecuación 5.2) debido a que numerosos

autores (Tuutti, 1982; Ohga et al., 1989) han demostrado que la ley de Fick es válida, aún

con altas concentraciones de CO2.

xwt

= (5.2)

Donde:

w velocidad de carbonatación (mm/años0,5).

x profundidad de penetración (mm).

t tiempo (años).


-153-

a) b)

c)

d)

e)

Figura 5.4. Ensayo de carbonatación acelerada: a) cámara empleada para la realización del

ensayo; b) equipo de medida de temperatura y humedad; c) medidor de CO2; d) cortadora y e)

muestra en la que se observa la zona carbonatada tras la aplicación del indicador.


-154-

5.2.4. Porosimetría por intrusión de mercurio

El objetivo del ensayo de la porosimetría por intrusión de mercurio (MIP por sus siglas en

inglés) es caracterizar la estructura porosa del material mediante la porosidad total y la

distribución e interconexión de los poros. El ensayo se realizó a la edad de 91 días desde

la fabricación del hormigón donde las probetas se mantuvieron en una cámara de curado

a 20ºC ± 2ºC y una humedad relativa de 95% ± 5%. Las probetas que se usaron fueron

cilíndricas cuyas dimensiones eran de 150 Ø x 300 mm de altura.

Para la realización del ensayo se empleó un porosímetro de Micromeritics (ver Figura

5.5a), modelo Autopore IV 9500, que alcanza hasta una presión de 33.000 psi (228 MPa).

Con este equipo se cubre un rango de determinación de diámetro de poros comprendido

entre 0,006 a 175 μm. Para la realización de los ensayos se siguió la norma ASTM

D4404-84 (2004), que aunque sea específica para el análisis de rocas y suelos, la

metodología que emplea es válida para el hormigón.

Antes de iniciar el ensayo de MIP, hay que obtener la muestra. Para ello se empleó una

probeta de 150 Ø x 300 mm de altura de cada uno de los hormigones estudiados. Se

cortaron, por vía húmeda (ver Figura 5.5b), cuatro lonchas (dos lonchas por cada base de

la probeta) de 2 cm de espesor de cada una de las probetas como se muestra en la

Figura 5.5c. Las dos lonchas más externas se desecharon y, se extrajeron muestras de

las otras dos lonchas restantes, a 5 cm de los extremos donde se quitaron los áridos

gruesos visibles. Las muestras sacadas se limpiaron con aire a presión para la

eliminación de los restos de polvo o árido fino. El resultado final, como se puede observar

en la Figura 5.5d, es una muestra redondeada de 3,5 g ± 0,3 g aproximadamente.

A continuación hay que acondicionar la muestra mediante un proceso de

precalentamiento, a 40ºC durante 24 horas, hasta alcanzar peso constante con una

variación de masa de ± 0,1%, procediéndose posteriormente a su desgasificación con

una bomba de vacío de 40 KPa durante 30 minutos, como se puede ver en la Figura

5.5e.


-155-

a) b)

c) d)

e) f)

g)

h)

Figura 5.5. Ensayo de porosimetría por intrusión de mercurio: a) porosímetro; b) cortadora; c)

ubicación de las cuatro lonchas cortadas en la probeta; d) muestra; e) sistema de gasificación; f)

penetrómetro en la cámara de alta presión; g) muestra introducida en el penetrómetro y h)

penetrómetro junto con la muestra y el mercurio.


-156-

Posteriormente, terminada la desgasificación de la muestra, se inició el ensayo de MIP.

Para ello se usó un penetrómetro de Micromeritics, modelo 920-61701-01 de 15 cm3 de

bulbo y 0,392 cm3 de tallo (ver Figura 5.5g). El ensayo de MIP consta de dos fases. En la

primera el penetrómetro junto con la muestra se someten a baja presión donde la

intrusión de mercurio se produce de manera gradual con un tiempo de estabilización para

cada condición de presión de 10 s; en la segunda, una vez finalizada la baja presión, se

introduce el penetrómetro junto con la muestra y el mercurio, como se muestra en la

Figura 5.5h en la fase de alta presión, como se observa en la Figura 5.5f.

La MIP asume que los poros son cilíndricos, lo que provoca una característica medida

pero no real de la estructura porosa aunque se lleva aplicando en los materiales de base

cemento desde 1961 por Edel’man (Edel’man et al., 1961). Pero esta técnica se puede

aplicar porque se puede medir un amplio rango de tamaño de poros, desde los 2,5 nm

hasta los 100 μm.

El ángulo de contacto del mercurio es mayor de 90º y eso provoca una alta tensión

superficial. Esto implica que, cuando el mercurio está a presión atmosférica, no penetra

en los poros de los materiales inmersos en él sino que necesita la colaboración de una

fuerza externa. El ángulo de contacto del mercurio con la muestra usada en los cálculos

numéricos fue de 130º, tanto en el proceso de llenado como en el vaciado de los mismos.

Además existe la ecuación de Washburn (Washburn, 1921) que relaciona el tamaño del

poro y la presión aplicada en el mercurio (ver ecuación 5.3).

4γ cos θp

d−

= (5.3)

Donde:

p presión (N/nm2).

γ tensión superficial (N/nm).

θ ángulo de contacto.

d diámetro de poro (nm).

Los parámetros fundamentales que se obtienen de la MIP son tres: la porosidad total, el

diámetro promedio de poro y la distribución de la estructura porosa. La porosidad total es

el volumen total de poros respecto al volumen total del material (ver ecuación 5.4), donde

sólo se tienen en cuenta los poros que están conectados.


-157-

100pt

m

VP

V= × (5.4)

Donde:

tP porosidad total (%).

pV volumen de poros (mm3).

mV volumen de material (mm3).

El diámetro promedio de poro es el diámetro correspondiente asumiendo una distribución

cilíndrica equivalente (ver ecuación 5.5). Está relacionado con la conectividad de los

poros.

Ø4 V

A⋅

= (5.5)

Donde:

Ø diámetro de poro promedio (mm).

V volumen de poros (mm3).

A superficie de material (mm2).

Y, por último, la distribución porosa se determina mediante el volumen de macroporos y

mesoporos, que según la clasificación que estableció la Unión Internacional de Química

Pura y Aplicada (IUPAC por sus siglas en inglés) se fijaron las siguientes categorías:

microporos (Ø < 2 nm), mesoporos (2 nm < Ø < 50 nm) y macroporos (Ø > 50 nm).

Existen otros valores de caracterización microestructural como el diámetro medio de

poro, el diámetro medio de la distribución de poros, el diámetro crítico o el diámetro

umbral cuyos significados y procedimientos de cálculo se encuentran en la bibliografía

(Segura, 2008). Pero se ha seleccionado el diámetro de poro promedio porque es el más

usado en las referencias.


-158-

5.2.5. Análisis térmico (ATD/TG)

El objetivo principal de los ensayos de análisis térmico (Análisis Térmico Diferencial, ATD,

y el Análisis Termogravimétrico, TG) es seguir la evolución de los principales

componentes del hormigón a lo largo del tiempo. Para ello se identifican los compuestos

anhidros e hidratados del cemento cuya finalidad es la determinación del grado de

hidratación de la pasta, que, normalmente, se obtiene a partir del agua combinada y de la

portlandita.

Para la realización del ensayo se empleó un equipo Analizador Térmico Simultáneo de

Stanton, modelo STA 791, cuya balanza de precisión es de 0,1 μm (ver Figuras 5.6i-j). El

ensayo se realizó a las edades de 7, 28 y 91 días desde la fabricación del hormigón y

siguiendo las condiciones que se establecen en la norma ASTM E1131-03, donde se

describen los ensayos de termogravimetría. Las probetas que se usaron fueron las

mitades resultantes del ensayo de tracción indirecta (ver apartado 3.4.4.3).

Antes del inicio del ensayo, hubo que preparar la muestra. Primero se cortó una loncha

de hormigón 10 mm de espesor de una de las mitades del ensayo de tracción indirecta.

La loncha se extrajo a una profundidad de 50 mm desde una de las bases, como se

muestra en la Figura 5.6a. Posteriormente la loncha se trituró como se observa en las

Figuras 5.6b-c, a continuación, se molió con un molino de mortero de ágata (ver Figura

5.6d) hasta conseguir que la mayoría de la loncha pasara por el tamiz de 0,5 mm de luz

(ver Figuras 5.6e-f). Posteriormente se cogió una muestra homogeneizada de 12 g, como

se muestra en la Figura 5.5g, y se le añadió 400 ml (ver Figura 5.6h) de 2-Propanol

99,5%, (CH3)2CHOH, para detener el proceso de hidratación. La mezcla se agitó durante

2 h y se mantuvo en reposo durante 22 h. A continuación, la muestra se secó a una

temperatura de 40ºC, durante 24 h, hasta alcanzar peso constante con una variación de

masa de ± 0,1%, y, posteriormente se repitió el proceso para la eliminación del agua

libre.

Una vez preparada la muestra, se inició el ensayo termogravimétrico con el equipo

anteriormente descrito y que se muestra en las Figuras 5.6i-j. El calentamiento dinámico

se efectuó desde temperatura ambiente hasta 1.000ºC con una velocidad de 10ºC/min.

Se utilizaron crisoles de platino y el material de referencia fue α-alúmina (α-Al2O3), que

previamente estaba calcinada a 1.200ºC. La atmósfera del ensayo fue N2, con un flujo de

80 ml/min.


-159-

a) b)

c)

d)

e)

f)

Figura 5.6. Ensayo de análisis térmico: a) ubicación de la loncha cortada en la probeta; b)

trituradora; c) loncha triturada; d) molino de mortero de ágata; e) loncha molida y f) tamizado de

la loncha molida.


-160-

g) h)

i) j)

Figura 5.6. (Continuación) Ensayo de análisis térmico: g) pesado de la muestra; h) muestra en 2-

Propanol; i) vista general del equipo de análisis térmico y j) detalle del equipo de análisis térmico.

Posteriormente, una vez que se han obtenido los resultados de la termogravimetría se

procedió a la determinación de los diferentes componentes, en función del rango de

temperaturas (como se muestra en la Tabla 5.1), y, en especial, del agua combinada, la

portlandita y el grado de hidratación.


-161-

TABLA 5.1. Identificación de los productos hidratados según el rango de temperaturas

(Rivera, 2004).

Compuesto Rango (TºC)

Silicatos cálcicos hidratados (SCH) 120º - 180º

Trisulfato cálcico hidratado (Aft) 130º - 150º

Yeso 145º - 165º

Monosulfato cálcico hidratado (Afm) 170º - 190º

Aluminatos cálcicos hidratados (cúbicos H) 250º - 300º

Hidróxido cálcico (Ca(OH)2) 400º - 500º

Carbonatos (CaCO3) 550º - 700º

Las muestras que se han ensayado han dado lugar a cuatro zonas diferentes de estudio.

La primera zona se sitúa entre 51ºC y 450ºC, aproximadamente dependiendo del tipo de

hormigón, donde se produce la deshidratación de la mayoría de los compuestos

hidratados del cemento, es decir, se obtiene el agua combinada donde los cálculos hacen

referencia a una estequiometria determinada del gel CSH y, en el caso de los geles

originados por una reacción puzolánica debido a la ceniza volante la estequiometria del

gel es diferente, pero los cálculos realizados son válidos para poder hacer una

comparación entre los diferentes hormigones. La deshidratación de los silicatos cálcicos

hidratados se debe a la pérdida de agua presente en los poros y a su agua estructural,

pero la pérdida total de este tipo de agua depende de la temperatura y no se produce

hasta que la muestra es calentada hasta, aproximadamente, los 400ºC. A 100ºC se

produce la pérdida del agua libre; en torno a los 120ºC se pierde el agua interlaminar y,

entre 150ºC y 350ºC, se produce la deshidratación de agua unida a la estructura del gel.

La segunda zona se ubica entre 396ºC y 500ºC donde se produce la descomposición

(deshidroxilación) de la portlandita. La reacción que se produce es la siguiente:

2 2( )Ca OH CaO H O→ + (5.6)

(74 g) (18 g)

La tercera zona es un pico que se produce entre 530ºC y 610ºC que se atribuye al cuarzo

de los áridos. Existe la posibilidad de que se haya producido carbonatación a pesar de

haber tomado todo tipo de precauciones en la preparación de la muestra.


-162-

2 2 3 2( )Ca OH CO CaCO H O+ → + (5.7)

(74 g) (100 g)

Y, por último, la cuarta zona se sitúa entre 435ºC y 800ºC que se debe a la

descarbonatacación, que se produce de la siguiente manera:

3 2CaCO CaO CO→ + (5.8)

(100 g) (44 g)

Y, la cantidad total restante de portlandita podría ser calculada según la ecuación 5.9.

274 74( )18 44

x yCa OH ⋅ ⋅= + (5.9)

Donde:

x es la masa de pérdida debido a la deshidroxilación de Ca(OH)2 (g).

y es la masa de pérdida debido a la reacción de descarbonatación (g).

Pero en este caso no se puede calcular la portlandita restante como se indica en la

ecuación 5.9 porque en los hormigones estudiados se añade filler calizo como adición y

este filler calizo también se carbonata y no se puede decir con seguridad en qué

cantidad. Además la forma de calcular la portlandita restante sería diferente en este caso,

por lo que no se ha realizado este cálculo.

El grado de hidratación se ha calculado (ver ecuación 5.10) a partir del agua enlazada

químicamente, que como se muestra en la ecuación 5.11, sólo se ha tenido en cuenta la

pérdida de peso de la zona 1 (deshidratación) y 2 (deshidroxilación).

(%) 1000, 24WcGH = × (5.10)

Donde:

GH grado de hidratación (%).

CW agua enlazada químicamente (ver ecuación 5.11).


-163-

C h xW Ld Ld= + (5.11)

Donde:

hLd pérdida de peso en (%) que ocurre en la zona de deshidratación.

xLd pérdida de peso en (%) que ocurre en la zona de deshidroxilación.

5.2.6. Rayos-X

El objetivo de la difracción de rayos-X es la determinación de las fases cristalinas

presentes en la muestra. Se ha empleado el método de análisis de polvos cristalinos por

difracción de rayos-X, también denominado método de Hull-Debye-Scherrer. Este ensayo

solamente se ha realizado con los hormigones 1 y 8 para estudiar las diferencias entre

ambos hormigones y para justificar algunos de los resultados de los ensayos vistos

anteriormente.

El análisis de difracción de rayos-X se ha realizado con un difractómetro de polvo Bruker

D8 Advance, con radiación Cu Kα, voltaje de 40 KV e intensidad de 30 mA. De cada

hormigón estudiado se han tomado dos muestras que corresponden con la profundidad 1

y 2 de las muestras del ensayo del ión cloruro.

5.3. RESULTADOS

5.3.1. Ensayo de penetración de agua bajo presión

La Tabla 5.2 presenta los resultados de profundidad máxima obtenidos del ensayo de

penetración de agua bajo presión a la edad de 91 días de las probetas ensayadas para

cada uno de los hormigones estudiados. La Tabla 5.3 muestra los resultados de la

profundidad media equivalente. En el Anejo 6 se puede observar la marca de agua en

cada mitad de las dos probetas ensayadas para cada tipo de hormigón. En el Anejo 11 se

observan las fotografías de la sección longitudinal de cada probeta ensayada donde se

puede observar la profundidad de la penetración del agua.


-164-

TABLA 5.2. Profundidad máxima de penetración del agua para cada uno de los


Hormigón Clase de cemento Tipo de adiciónProbeta 1 Probeta 2 Media

Prof. máx. (mm)

Prof. máx. (mm)

Prof. máx. (mm)

1 I 42,5 R/SR Ceniza Volante 16 11 13,5

2 CEM II/A-V 42,5 N Filler Calizo 23 19 21

3 CEM II/A-V 42,5 R Filler Calizo 23 20 21,5

4 CEM I 42,5 R Filler Calizo 18 20 19

5 I 42,5 R/SR Filler Calizo 17,5 15,5 16,5

6 CEM II/A-S 42,5 N Filler Calizo 38 46,5 42,3

7 BL II/A-L 42,5 R Filler Calizo 28 31 29,5

8 CEM II/A-P 42,5 R Filler Calizo 20 24 22

TABLA 5.3. Profundidad media de penetración del agua para cada uno de los


Hormigón Clase de cemento Tipo de adiciónProbeta 1 Probeta 2 Media

Prof. media (mm)

Prof. media (mm)

Prof. media(mm)

1 I 42,5 R/SR Ceniza Volante 10 7,8 8,9

2 CEM II/A-V 42,5 N Filler Calizo 14,3 14,8 14,6

3 CEM II/A-V 42,5 R Filler Calizo 16,3 16 16,2

4 CEM I 42,5 R Filler Calizo 12,9 14,4 13,7


6 CEM II/A-S 42,5 N Filler Calizo 28,6 33,4 31

7 BL II/A-L 42,5 R Filler Calizo 22,8 24,2 23,5

8 CEM II/A-P 42,5 R Filler Calizo 12 16,3 14,2

5.3.2. Ensayo de penetración del ión cloruro

La Tabla 5.4 muestra los resultados del ensayo de penetración del ión cloruro (coeficiente

efectivo de transporte de Cl-, en mm2/s) para cada hormigón estudiado.


-165-

Las Figuras 5.7-14 muestran el perfil del porcentaje de cloruros respecto a la profundidad

de cada una de las dos probetas estudiadas para cada uno de los ocho tipos de

hormigones autocompactantes.

TABLA 5.4. Coeficiente efectivo de transporte de Cl- (x10-8 mm2/s) de cada uno de los


Hormigón Clase de cemento Tipo de adición

Probeta 1 Probeta 2 Media

Coef. Cl- (x10-8 mm2/s)

Coef. Cl-

(x10-8 mm2/s) Coef. Cl-

(x10-8 mm2/s)

1 I 42,5 R/SR Ceniza Volante 1,35 1,38 1,36

2 CEM II/A-V 42,5 N Filler Calizo 2,39 2,35 2,37

3 CEM II/A-V 42,5 R Filler Calizo 2,24 2,35 2,29

4 CEM I 42,5 R Filler Calizo 2,89 3,08 2,98


6 CEM II/A-S 42,5 N Filler Calizo 3,63 3,57 3,60

7 BL II/A-L 42,5 R Filler Calizo 2,95 2,92 2,93

8 CEM II/A-P 42,5 R Filler Calizo 1,91 1,99 1,95

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0 5 10 15 20 25 30

Hormigón 1

Probeta 1Probeta 2

% C

loru

ros

Profundidad (mm)

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0 5 10 15 20 25 30

Hormigón 2

Probeta 1Probeta 2

% C

loru

ros

Profundidad (mm)

Figura 5.7. Ensayo de difusión de cloruros:

Variación del porcentaje de cloruros.




-166-

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0 5 10 15 20 25 30

Hormigón 3

Probeta 1Probeta 2

% C

loru

ros

Profundidad (mm)

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0 5 10 15 20 25 30

Hormigón 4

Probeta 1Probeta 2

% C

loru

ros

Profundidad (mm)





0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0 5 10 15 20 25 30

Hormigón 5

Probeta 1Probeta 2

% C

loru

ros

Profundidad (mm)

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0 5 10 15 20 25 30

Hormigón 6

Probeta 1Probeta 2

% C

loru

ros

Profundidad (mm)





0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0 5 10 15 20 25 30

Hormigón 7

Probeta 1Probeta 2

% C

loru

ros

Profundidad (mm)

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0 5 10 15 20 25 30

Hormigón 8

Probeta 1Probeta 2

% C

loru

ros

Profundidad (mm)

Figura 5.13. Ensayo de difusión de cloruros: Variación del porcentaje de cloruros.

Figura 5.14. Ensayo de difusión de cloruros: Variación del porcentaje de cloruros.


-167-

5.3.3. Ensayo de carbonatación acelerada

Las gráficas con los resultados del ensayo de carbonatación acelerada para cada

hormigón estudiado se pueden observar de la Figura 5.15 a la 5.32 y en la Tabla 5.5. En

el Anejo 7 se muestra la marca de carbonatación en cada una de las probetas ensayadas

para cada tipo de hormigón. En el Anejo 12 se observan las fotografías de la sección

diametral de cada probeta ensayada donde se puede observar la carbonatación que se

ha producido en cada probeta y su evolución en el tiempo.

Las Figuras 5.15-22 corresponden a la profundidad máxima de penetración de CO2 de

cada uno de los hormigones estudiados. Se han representado dos valores (probeta 1 y 2)

para cada uno de los tiempos medidos en cada uno de los hormigones, siendo éste el

valor mayor entre la loncha y la probeta restante. En la Figura 5.23 se comparan los ocho

tipos de hormigones.

Las Figura 5.24-31 representan la profundidad media de penetración de CO2 de cada uno

de los hormigones estudiados. Se han representado dos valores (probeta 1 y 2) para

cada uno de los tiempos medidos en cada uno de los hormigones, siendo éste el valor

medio entre la loncha y la probeta restante. En la Figura 5.32 se hace una comparación

de los hormigones estudiados.

La Tabla 5.5 muestra la velocidad de carbonatación del ensayo de carbonatación

(mm/días1/2) para cada hormigón estudiado. Estos valores corresponden a la media de

las dos probetas ensayadas.


-168-

TABLA 5.5. Velocidad de carbonatación (mm/días1/2) para cada uno de los hormigones

estudiados.

Hormigón Clase de cemento Tipo de adición Velocidad de

carbonatación

(mm/días1/2)

1 I 42,5 R/SR Ceniza Volante 0,4

2 CEM II/A-V 42,5 N Filler Calizo 1,1

3 CEM II/A-V 42,5 R Filler Calizo 1,0

4 CEM I 42,5 R Filler Calizo 0,9

5 I 42,5 R/SR Filler Calizo 1,1

6 CEM II/A-S 42,5 N Filler Calizo 0,8

7 BL II/A-L 42,5 R Filler Calizo 1,5

8 CEM II/A-P 42,5 R Filler Calizo 1,7

6

7

8

9

10

11

12

13

14

4 5 6 7 8 9 10

Hormigón 1

Prof

undi

dad

máx

ima

(mm

)

Tiempo1/2(días)

14

16

18

20

22

24

26

28

30

4 5 6 7 8 9 10

Hormigón 2

Prof

undi

dad

máx

ima

(mm

)

Tiempo1/2(días)

Figura 5.15. Ensayo de carbonatación acelerada:

Profundidad máxima.




-169-

14

16

18

20

22

24

26

28

30

4 5 6 7 8 9 10

Hormigón 3

Prof

undi

dad

máx

ima

(mm

)

Tiempo1/2(días)

10

12

14

16

18

20

22

24

26

4 5 6 7 8 9 10

Hormigón 4

Prof

undi

dad

máx

ima

(mm

)

Tiempo1/2(días)





12

16

20

24

28

4 5 6 7 8 9 10

Hormigón 5

Prof

undi

dad

máx

ima

(mm

)

Tiempo1/2(días)

16

20

24

28

32

4 5 6 7 8 9 10

Hormigón 6

Prof

undi

dad

máx

ima

(mm

)

Tiempo1/2(días)





16

20

24

28

32

36

40

4 5 6 7 8 9 10

Hormigón 7

Prof

undi

dad

máx

ima

(mm

)

Tiempo1/2(días)

12

14

16

18

20

22

24

26

28

4 5 6 7 8 9 10

Hormigón 8

Prof

undi

dad

máx

ima

(mm

)

Tiempo1/2(días)


Profundidad máxima. Figura 5.22. Ensayo de carbonatación acelerada:



-170-

8

12

16

20

24

28

32

4 5 6 7 8 9 10


Prof

undi

dad

máx

ima

(mm

)

Tiempo1/2(días)

H1

H4

H2

H5

H3

H6

H8

H7

Figura 5.23. Ensayo de carbonatación acelerada: Profundidad máxima.

5

6

7

8

9

10

4 5 6 7 8 9 10

Hormigón 1

Prof

undi

dad

med

ia (m

m)

Tiempo1/2(días)

8

10

12

14

16

18

20

4 5 6 7 8 9 10

Hormigón 2

Prof

undi

dad

med

ia (m

m)

Tiempo1/2(días)


Profundidad media.


Profundidad media.


-171-

8

10

12

14

16

18

20

4 5 6 7 8 9 10

Hormigón 3

Prof

undi

dad

med

ia (m

m)

Tiempo1/2(días)

8

10

12

14

16

18

20

4 5 6 7 8 9 10

Hormigón 4

Prof

undi

dad

med

ia (m

m)

Tiempo1/2(días)


Profundidad media.


Profundidad media.

8

10

12

14

16

18

20

4 5 6 7 8 9 10

Hormigón 5

Prof

undi

dad

med

ia (m

m)

Tiempo1/2(días)

8

10

12

14

16

18

20

4 5 6 7 8 9 10

Hormigón 6

Prof

undi

dad

med

ia (m

m)

Tiempo1/2(días)


Profundidad media.


Profundidad media.

8

10

12

14

16

18

20

22

4 5 6 7 8 9 10

Hormigón 7

Prof

undi

dad

med

ia (m

m)

Tiempo1/2(días)

8

10

12

14

16

18

20

4 5 6 7 8 9 10

Hormigón 8

Prof

undi

dad

med

ia (m

m)

Tiempo1/2(días)


Profundidad media. Figura 5.31. Ensayo de carbonatación acelerada:

Profundidad media.


-172-

6

8

10

12

14

16

18

20

22

4 5 6 7 8 9 10


Prof

undi

dad

med

ia (m

m)

Tiempo1/2 (días)

H1

H2

H5

H8

H3

H7

H6

H4

Figura 5.32. Ensayo de carbonatación acelerada: Profundidad media.

5.3.4. Porosimetría por intrusión de mercurio

Las Figuras 5.33-48 y la Tabla 5.6 muestran los resultados obtenidos en el ensayo de

porosimetría por intrusión de mercurio para los ocho hormigones estudiados. Para cada

hormigón autocompactante se han ensayado dos probetas.

Las Figuras 5.33-40 presentan los resultados de los logaritmos de los volúmenes de las

intrusiones diferenciales obtenidas en los diferentes ensayos de porosimetría.

Las Figuras 5.41-48 muestran los resultados de los volúmenes de intrusión de mercurio

acumulado para cada hormigón estudiado.

En la Tabla 5.6 se pueden observar los parámetros principales obtenidos a partir de los

resultados del ensayo de porosimetría por intrusión de mercurio. Se presenta el valor

obtenido en cada una de las dos probetas ensayadas de cada hormigón

autocompactante así como la media de ambas probetas.


-173-

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

1 10 100 1000 104 105 106

Hormigón 1

Probeta 1Probeta 2

Loga

ritm

o in

trus

ión

dife

renc

ial (

mL/

g)

Diámetro de poro (nm)

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

1 10 100 1000 104 105 106

Hormigón 2

Probeta 1Probeta 2

Loga

ritm

o in

trus

ión

dife

renc

ial (

mL/

g)


Figura 5.33. Logaritmo de la intrusión diferencial

del hormigón 1.


del hormigón 2.

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

1 10 100 1000 104 105 106

Hormigón 3

Probeta 1Probeta 2

Loga

ritm

o in

trus

ión

dife

renc

ial (

mL/

g)


0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

1 10 100 1000 104 105 106

Hormigón 4

Probeta 1Probeta 2

Loga

ritm

o in

trus

ión

dife

renc

ial (

mL/

g)



del hormigón 3. Figura 5.36. Logaritmo de la intrusión diferencial

del hormigón 4.

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

1 10 100 1000 104 105 106

Hormigón 5

Probeta 1Probeta 2

Loga

ritm

o in

trus

ión

dife

renc

ial (

mL/

g)


0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

1 10 100 1000 104 105 106

Hormigón 6

Probeta 1Probeta 2

Loga

ritm

o in

trus

ión

dife

renc

ial (

mL/

g)



del hormigón 5. Figura 5.38. Logaritmo de la intrusión diferencial

del hormigón 6.


-174-

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

1 10 100 1000 104 105 106

Hormigón 7

Probeta 1Probeta 2

Loga

ritm

o in

trus

ión

dife

renc

ial (

mL/

g)


0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

1 10 100 1000 104 105 106

Hormigón 8

Probeta 1Probeta 2

Loga

ritm

o in

trus

ión

dife

renc

ial (

mL/

g)



del hormigón 7.


del hormigón 8.

0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

0,035

0,04

1 10 100 1000 104 105 106

Hormigón 1

Probeta 1Probeta 2

Volu

men

intr

usió

n ac

umul

ado

(mL/

g)


0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

1 10 100 1000 104 105 106

Hormigón 2

Probeta 1Probeta 2

Volu

men

intr

usió

n ac

umul

ado

(mL/

g)


Figura 5.41. Volumen de intrusión acumulada del

hormigón 1.


hormigón 2.

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

1 10 100 1000 104 105 106

Hormigón 3

Probeta 1Probeta 2

Volu

men

intr

usió

n ac

umul

ado

(mL/

g)


0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

1 10 100 1000 104 105 106

Hormigón 4

Probeta 1Probeta 2

Volu

men

intr

usió

n ac

umul

ado

(mL/

g)



hormigón 3. Figura 5.44. Volumen de intrusión acumulada del

hormigón 4.


-175-

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

1 10 100 1000 104 105 106

Hormigón 5

Probeta 1Probeta 2

Volu

men

intr

usió

n ac

umul

ado

(mL/

g)


0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

1 10 100 1000 104 105 106

Hormigón 6

Probeta 1Probeta 2

Volu

men

intr

usió

n ac

umul

ado

(mL/

g)



hormigón 5.


hormigón 6.

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

1 10 100 1000 104 105 106

Hormigón 7

Probeta 1Probeta 2

Volu

men

intr

usió

n ac

umul

ado

(mL/

g)


0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

1 10 100 1000 104 105 106

Hormigón 8

Probeta 1 Probeta 2

Volu

men

intr

usió

n ac

umul

ado

(mL/

g)



hormigón 7. Figura 5.48. Volumen de intrusión acumulada del

hormigón 8.


-176-

TABLA 5.6. Parámetros obtenidos en el ensayo de porosimetría por intrusión de mercurio

para cada uno de los hormigones estudiados.

Hormigón Volumen de

mercurio intruido (ml/g)

Volumen de macroporos

(ml/g)

Volumen de mesoporos

(ml/g)

Diámetro promedio de

poro (nm)

Porosidad (%)

1 Probeta 1 0,040 0,011 0,028 22,4 8,9 Probeta 2 0,035 0,014 0,022 25,5 8,1

Media 0,038 0,012 0,025 24 8,5

2 Probeta 1 0,063 0,030 0,032 33,4 13,4 Probeta 2 0,056 0,033 0,023 37,5 12,1

Media 0,059 0,032 0,028 35,5 12,8

3 Probeta 1 0,054 0,017 0,037 28,7 11,8 Probeta 2 0,048 0,019 0,028 30,9 10,6

Media 0,051 0,018 0,032 29,8 11,2

4 Probeta 1 0,058 0,015 0,039 30,2 11,7 Probeta 2 0,052 0,018 0,038 30,8 12

Media 0,055 0,016 0,038 30,5 11,9

5 Probeta 1 0,058 0,015 0,043 30,4 12,6 Probeta 2 0,052 0,022 0,030 35 11,5

Media 0,055 0,019 0,036 32,5 12,1

6 Probeta 1 0,045 0,023 0,022 34,9 9,8 Probeta 2 0,061 0,036 0,025 40 12,7

Media 0,053 0,029 0,023 37,5 11,3

7 Probeta 1 0,058 0,029 0,029 35,2 12,5 Probeta 2 0,063 0,043 0,030 41,3 15

Media 0,061 0,036 0,029 38,3 13,8

8 Probeta 1 0,051 0,025 0,026 38,5 11,3 Probeta 2 0,065 0,039 0,026 44,7 13,8

Media 0,058 0,032 0,026 41,6 12,6


-177-

5.3.5. Análisis térmico (ATD/TG)

Las gráficas con los resultados del ensayo de análisis térmico (ATD/TG) para cada

hormigón estudiado se pueden observar en las Figuras 5.49-75. En el Anejo 8 se

muestran las gráficas de ATD/TG para cada tipo de hormigón.

Las Figuras 5.49-56 muestran los resultados de pérdida de agua de hidratación de cada

uno de los hormigones estudiados. Esta pérdida de agua de hidratación se relaciona con

el contenido de gel CSH de la muestra de hormigón. Aunque la estequiometría de la

reacción del hormigón 1, que es el que tiene como adición complementaria la ceniza

volante, es diferente al resto de los hormigones, que como adición complementaria tienen

el filler calizo, se pueden evaluar de la misma manera para poder comparar los diferentes

hormigones. En la Figura 5.57 se comparan los ocho tipos de hormigones.

Las Figuras 5.58-65 representan los resultados de contenido de hidróxido de calcio de

cada uno de los hormigones estudiados. El contenido de portlandita viene determinado

por el grado de hidratación y el tipo de cemento así como el tipo de adición

complementaria de cada hormigón. En la Figura 5.66 se hace una comparación entre los

ocho tipos de hormigones. En esta comparación se observa que la tendencia de la curva

del hormigón 1 es diferente a la del resto de los hormigones. Esto se debe a que este

hormigón lleva como adición la ceniza volante mientras que en el resto de los hormigones

se emplea el filler calizo.

Las Figuras 5.67-74 muestran el grado de hidratación de cada uno de los hormigones

estudiados. Para el cálculo del grado de hidratación no se han tenido en cuenta la

cantidad de carbonatos debido a que no sólo existen los carbonatos derivados de la

portlandita sino que también se tienen los del filler calizo adicionado y su evaluación es

compleja. En la Figura 5.75 se comparan los ocho tipos de hormigones.


-178-

2,45

2,5

2,55

2,6

2,65

0 20 40 60 80 100

Hormigón 1Pé

rdid

a de

agu

a de

hi

drat

ació

n (%

)

Edad (días)

2

2,2

2,4

2,6

2,8

3

0 20 40 60 80 100

Hormigón 2

Pérd

ida

de a

gua

de

hidr

atac

ión

(%)

Edad (días)

Figura 5.49. Pérdida de agua de hidratación en el

hormigón 1.


hormigón 2.

1,5

2

2,5

3

3,5

0 20 40 60 80 100

Hormigón 3

Pérd

ida

de a

gua

de

hidr

atac

ión

(%)

Edad (días)

2,1

2,15

2,2

2,25

2,3

2,35

0 20 40 60 80 100

Hormigón 4Pé

rdid

a de

agu

a de

hi

drat

ació

n (%

)

Edad (días)


hormigón 3.


hormigón 4.

1,6

1,8

2

2,2

2,4

2,6

2,8

0 20 40 60 80 100

Hormigón 5

Pérd

ida

de a

gua

de

hidr

atac

ión

(%)

Edad (días)

2,6

2,8

3

3,2

3,4

3,6

3,8

4

0 20 40 60 80 100

Hormigón 6

Pérd

ida

de a

gua

de

hidr

atac

ión

(%)

Edad (días)


hormigón 5. Figura 5.54. Pérdida de agua de hidratación en el

hormigón 6.


-179-

2

2,1

2,2

2,3

2,4

2,5

2,6

2,7

2,8

0 20 40 60 80 100

Hormigón 7Pé

rdid

a de

agu

a de

hi

drat

ació

n (%

)

Edad (días)

2

2,2

2,4

2,6

2,8

3

3,2

3,4

0 20 40 60 80 100

Hormigón 8

Pérd

ida

de a

gua

de

hidr

atac

ión

(%)

Edad (días)


hormigón 7.


hormigón 8.

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 20 40 60 80 100


Pérd

ida

de a

gua

de h

idra

taci

ón (%

)

Edad (días)

H1

H2H7

H6

H5H4

H3

H8

Figura 5.57. Comparación de la pérdida de agua de hidratación.


-180-

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

0 20 40 60 80 100

Hormigón 1H

idró

xido

de

calc

io (%

)

Edad (días)

0,4

0,45

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0 20 40 60 80 100

Hormigón 2

Hid

róxi

do d

e ca

lcio

(%)

Edad (días)

Figura 5.58. Contenido de hidróxido de calcio

(Ca(OH)2) en el hormigón 1.



0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

0,55

0,6

0,65

0 20 40 60 80 100

Hormigón 3

Hid

róxi

do d

e ca

lcio

(%)

Edad (días)

0,4

0,45

0,5

0,55

0,6

0 20 40 60 80 100

Hormigón 4H

idró

xido

de

calc

io (%

)

Edad (días)





0,45

0,5

0,55

0,6

0,65

0 20 40 60 80 100

Hormigón 5

Hid

róxi

do d

e ca

lcio

(%)

Edad (días)

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0 20 40 60 80 100

Hormigón 6

Hid

róxi

do d

e ca

lcio

(%)

Edad (días)


(Ca(OH)2) en el hormigón 5. Figura 5.63. Contenido de hidróxido de calcio



-181-

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0 20 40 60 80 100

Hormigón 7

Hid

róxi

do d

e ca

lcio

(%)

Edad (días)

0,35

0,4

0,45

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0 20 40 60 80 100

Hormigón 8

Hid

róxi

do d

e ca

lcio

(%)

Edad (días)


(Ca(OH)2) en el hormigón 7. Figura 5.65. Contenido de hidróxido de calcio


0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

0 20 40 60 80 100


Hid

róxi

do d

e ca

lcio

(%)

Edad (días)

H8H7

H6

H5

H4

H3

H2H1

Figura 5.66. Comparación del contenido de hidróxido de calcio (Ca(OH)2).


-182-

12

12,5

13

13,5

14

14,5

15

15,5

16

0 20 40 60 80 100

Hormigón 1G

rado

de

Hid

rata

ción

(%)

Edad (días)

10

10,5

11

11,5

12

12,5

13

13,5

14

0 20 40 60 80 100

Hormigón 2

Gra

do d

e H

idra

taci

ón (%

)

Edad (días)

Figura 5.67. Grado de hidratación en el

hormigón 1.


hormigón 2.

6

8

10

12

14

16

0 20 40 60 80 100

Hormigón 3

Gra

do d

e H

idra

taci

ón (%

)

Edad (días)

10

10,5

11

11,5

12

0 20 40 60 80 100

Hormigón 4G

rado

de

Hid

rata

ción

(%)

Edad (días)


hormigón 3.


hormigón 4.

9

10

11

12

13

0 20 40 60 80 100

Hormigón 5

Gra

do d

e H

idra

taci

ón (%

)

Edad (días)

14

15

16

17

18

19

0 20 40 60 80 100

Hormigón 6

Gra

do d

e H

idra

taci

ón (%

)

Edad (días)


hormigón 5. Figura 5.72. Grado de hidratación en el

hormigón 6.


-183-

10,5

11

11,5

12

12,5

13

13,5

14

14,5

0 20 40 60 80 100

Hormigón 7

Gra

do d

e H

idra

taci

ón (%

)

Edad (días)

11

12

13

14

15

16

0 20 40 60 80 100

Hormigón 8

Gra

do d

e H

idra

taci

ón (%

)

Edad (días)


hormigón 7. Figura 5.74. Grado de hidratación en el

hormigón 8.

6

8

10

12

14

16

18

20

0 20 40 60 80 100


Gra

do d

e H

idra

taci

ón (%

)

Edad (días)

H8

H4

H3

H2

H1

H7

H6

H5

Figura 5.75. Comparación del grado de hidratación.


-184-

5.3.6. Rayos-X

Los difractogramas con los resultados del ensayo de rayos-X para los hormigones 1 y 8

se muestran en el Anejo 9. Como ya se ha indicado anteriormente, solamente se han

realizado con estos dos tipos de hormigones y con dos muestras a diferente profundidad

del mismo para observar las diferencias existentes en cuanto a su microestructura ya que

ambos hormigones presentan similitudes en algunos ensayos pero no en otros. Además,

nos permiten aclarar algunos de los resultados obtenidos.

Los compuestos que interesan son los siguientes:

• Sal de Friedel (SF) que se encuentra situada en 11º 2θ.

• Etringita (E) que se sitúa en 9º y 15º 2θ.

• Portlandita (P) que se encuentra en 18º, 28,7º, 34,1º, 50,8º y 54,4º 2θ.

Las Figuras 5.76-79 muestran los difractogramas donde se han recortado los picos

debido al árido para poder apreciar mejor los compuestos anteriormente señalados.

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60

Hormigón 1

Inte

nsid

ad (U

.A.)

2Theta

E

P

PE

Figura 5.76. Difractograma del hormigón 1 para la profundidad 1.


-185-

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60

Hormigón 1

Inte

nsid

ad (U

.A.)

2Theta

E

P

PE


0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60

Hormigón 8

Inte

nsid

ad (U

.A.)

2Theta

E P

P

P



-186-

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60

Hormigón 8

Inte

nsid

ad (U

.A.)

2Theta

E P

P

P

SF


CAPÍTULO 6 DISCUSIÓN DE RESULTADOS


-189-

6.1. INTRODUCCIÓN

En este capítulo se discuten los resultados presentados en los Capítulos 3, 4 y 5. En los

apartados 6.2 y 6.3 se analizan los resultados correspondientes a la caracterización del

mortero y de la pasta de cemento especial cuyos resultados se muestran en el Capítulo

4. En la sección 6.4 se examinan los resultados referidos: a dosificaciones (6.4.1); estado

fresco (6.4.2) y endurecido (6.4.3); durabilidad y microestructura (6.4.4) de los

hormigones autocompactantes cuyos resultados se presentan en los Capítulos 3 y 5 del

presente documento.

6.2. MORTEROS

6.2.1. Dosificaciones

Para la fabricación de morteros con los llamados cementos especiales (cemento más la

adición necesaria para dotar al hormigón autocompactante de la fluidez y cohesión

adecuada) es necesario modificar la norma UNE-EN 196-1:2005. Esto se debe a que si

se contabiliza el cemento más la adición como si fuese cemento, manteniendo la misma

relación agua/cemento de 0,50, la resistencia a compresión del mortero disminuye

considerablemente no alcanzando los valores prescritos en la Instrucción RC-08.

Capítulo 6. Discusión de resultados.

-190-

Como se observa en el Anejo 4 se realizaron diversas amasadas de prueba,

considerando el cemento más la adición como si fuese cemento y variando la relación

agua/cemento; no obteniéndose buenos resultados debido a que, al aumentar la relación

agua/cemento, la resistencia a compresión disminuía y, por el contrario, si la relación

agua/cemento era baja, el mortero que se obtenía era muy seco y, por lo tanto, no válido.

Por lo tanto, la solución ha sido considerar la parte proporcional de cemento que contiene

el cemento especial como si fuese cemento, según la cantidad (450 gramos) que se

establece en la norma UNE-EN 196-1:2005 para cementos convencionales. La parte

proporcional de adición se debería considerar como parte de la arena normalizada CEN,

es decir, la máxima cantidad de arena más adición debería ser 1.350 gramos, que es lo

que se establece en dicha norma para la arena normalizada. La relación agua/cemento

se mantiene en 0,50. La metodología de amasado que se establece en dicha norma es

válida. La cantidad de adición viene fijada por el porcentaje de adición respecto al

cemento de cada dosificación adoptada para el hormigón autocompactante.

Así, según lo anterior, la única propuesta de modificación que se debería de hacer a la

norma UNE-EN 196-1:2005 de cementos convencionales para adaptarla a los cementos

especiales sería, aparte de tener en cuenta la adición del propio cemento, considerar la

adición como parte de la arena de tal forma que la máxima cantidad de ambas fuese

1.350 gramos. De esta manera, no se obtendría la misma dosificación para todos los

cementos especiales debido a que dependería del porcentaje de adición que contienen y,

por lo tanto, la cantidad de arena variaría.

6.2.2. Propiedades mecánicas

Respecto a las propiedades mecánicas de los diferentes tipos de morteros, con las

modificaciones propuestas a la norma UNE-EN 196-1:2005 para adaptarla a los

cementos especiales, se obtienen valores adecuados de resistencia a flexotracción y a

compresión, a las edades de 2 ó 7 y 28 días, dependiendo de la clase de cemento de

partida, según los valores prescritos en la Instrucción RC-08. La metodología de los

ensayos de resistencia a flexotracción como de resistencia a compresión es válida tal y

como se especifica en dicha norma para los cementos convencionales.

Respecto a la resistencia a flexotracción en los morteros que contienen como adición filler

calizo no existe dispersión en los resultados, como se puede observar en la Figura 4.16,


-191-

situándose entre 1,4 y 1,8 MPa a la edad de 28 días. El valor de resistencia a

flexotracción, a 28 días, que se obtiene en el mortero con adición de ceniza volante

(mortero 2), es notablemente mayor a los anteriores obteniéndose un valor cercano a los

3 MPa.

En cuanto a la resistencia a compresión se obtiene una mayor dispersión, a 28 días, en

los morteros con filler calizo situándose entre 38,6 y 58,9 MPa, como se muestra en la

Figura 4.26. Conviene destacar que en el caso de los cementos CEM II/B-L 32,5 N y BL

II/A-L 42,5 R, (morteros 8 y 9, respectivamente), se obtiene la resistencia más baja y

próxima al valor mínimo estipulado en la Instrucción RC-08, de acuerdo a la clase

resistente del cemento de partida. Esto es debido a que el contenido de adición de filler

calizo en estos dos cementos es mayor que en el resto; además de la propia adición de

filler calizo que lleva el cemento y, al contener menor cantidad de éste, la resistencia

disminuye. En el caso del mortero con ceniza volante (mortero 2), éste se obtiene un

cemento de resistencia superior, calificable como 52,5, debido a que la ceniza volante es

una adición activa, obteniéndose una resistencia a compresión de 73,6 MPa a los 28

días.

6.3. PASTAS

6.3.1. Ensayo de consistencia normal

Como ya se ha explicado en el Capítulo 4, el ensayo de consistencia normal de las

pastas hay que realizarlo previamente a los ensayos de tiempo de fraguado y estabilidad

de volumen porque para la realización de estos dos ensayos es necesario conocer la

cantidad de agua que constituye la de la “pasta de consistencia normal”.

Se hicieron diversas amasadas de prueba con los cementos especiales siguiendo las

especificaciones de la norma UNE-EN 196-3:2005 para cementos convencionales pero

no se obtuvo una adecuada homogeneidad de la pasta, por lo que, se estima que

deberían realizarse pequeñas modificaciones a dicha norma para adaptarla a los

cementos especiales.

La primera modificación que se introduce es que la pasta no la forma un cemento puro

sino que éste lleva incorporado la adición correspondiente que viene determinada por el


-192-

porcentaje de adición respecto al peso de cemento de cada una de las dosificaciones

adoptadas de los hormigones autocompactantes.

La segunda modificación es aumentar la cantidad de pasta que se especifica en dicha

norma, es decir, aumentar de 500 a 1.000 gramos la cantidad de cemento. Con ello, se

consigue un mejor proceso de amasado y una adecuada homogeneidad de la mezcla.

En cuanto a la metodología de amasado que se establece en dicha norma es totalmente

válida y no requiere de ningún tipo de modificación.

En general se observa (ver Tabla 4.2) que el agua de consistencia normal disminuye en

los cementos con adición respecto al cemento correspondiente sin adición; esta

disminución es mayor cuando se usa como adición la ceniza volante en vez del filler

calizo, como se muestra en las dosificaciones 3, 4 y 5 del ensayo de consistencia normal.

Cabe destacar que con los cementos CEM II/B-L 32,5 N y BL II/A-L 34,5 R estas

diferencias entre el cemento sin adición y con la adición incorporada son mínimas.

6.3.2. Ensayo de tiempo de fraguado

Respecto al tiempo de principio y fin de fraguado se cumplen, en todos los casos, con

holgura las prescripciones que se establecen en la Instrucción RC-08 con las

modificaciones propuestas a la norma UNE-EN 196-3:2005 para adaptarla a un cemento

con alto contenido de adición. La metodología del ensayo de tiempo de fraguado es

válida y sólo se proponen modificaciones en la confección de la “pasta de consistencia

normal”, como ya se ha explicado anteriormente.

Conviene destacar que la presencia del filler calizo como adición reduce el tiempo de

principio y fin de fraguado en la mayoría de las pastas, situándose en una reducción de

45 a 60 minutos, como se puede observar en la Tabla 4.3 y en las Figuras 4.27-34. En el

caso del CEM II/A-S 42,5 N esta diferencia se reduce a 20 minutos solamente en el fin de

fraguado, como se muestra en la Figura 4.31. En cambio, para el caso de los cementos

CEM II/A-P 42,5 R, CEM II/B-L 32,5 N y BL II/A-L 42,5 R, el principio y fin de fraguado es

prácticamente igual, lleven adición o no, como se refleja en las Figuras 4.32-34

respectivamente.


-193-

Esta reducción del tiempo de principio y fin de fraguado ante la presencia de filler calizo

podría ser debida a que, en algunas ocasiones, la presencia de alto contenido de filler

calizo, provoca una aceleración y modificación de las reacciones que se producen en la

hidratación del cemento, como se muestra en diversas investigaciones realizadas (Poppe

et al., 2001b, 2005b; Xiong et al. 2003a, 2003b; Poppe, 2004; Ye et al., 2007b; De

Schutter et al., 2007, 2008).

Además, hay que señalar, como se puede ver en la Figura 4.28, que la presencia de

ceniza volante como adición no reduce el tiempo de principio y fin de fraguado respecto al

cemento sin adición.

En la revisión bibliográfica que se ha realizado sobre pastas no se ha encontrado ningún

estudio en el cual no se emplease un aditivo para la fabricación de las mismas, por lo que

no ha sido posible una comparación de resultados.

6.3.3. Ensayo de estabilidad de volumen

El ensayo de estabilidad de volumen no requiere de ninguna propuesta de modificación

de las especificaciones que se establecen en la norma UNE-EN 196-3:2005 a excepción,

como ya se ha dicho anteriormente, del proceso de confección de la “pasta de

consistencia normal”.

Todos los cementos con adición han dado valores muy bajos de expansión determinados

mediante las agujas de Le Chatelier, situándose estos entre 0,4 y 1; en algunos casos el

valor ha sido nulo como se puede ver en la Tabla 4.4, por lo tanto, se cumplen con

holgura las prescripciones que establece la Instrucción RC-08 en cuanto a la estabilidad

de volumen de los cementos.

6.4. HORMIGONES AUTOCOMPACTANTES

6.4.1. Dosificaciones

Como ya se ha explicado en el Capítulo 3 se han elegido ocho tipos diferentes de

cemento y dos tipos de adiciones (filler calizo y ceniza volante). Los cementos en los que

se emplea el filler calizo corresponden a los hormigones del 2 al 9. El hormigón 1 es el


-194-

hormigón en el que se utiliza la ceniza volante como adición y el cemento empleado es el

sulforesistente (I 42,5 R/SR). La Tabla 3.2 muestra las dosificaciones propuestas para

cada cemento estudiado.

Se ha intentado ajustar las dosificaciones a un contenido máximo de cemento de 350

kg/m3 de hormigón. En algunos casos, se ha podido reducir esta cantidad a 325 kg/m3

como ha ocurrido con los hormigones 3 y 5, ó a 300 kg/m3 para el hormigón 2. Conviene

señalar que en el caso del hormigón 7, la cantidad de cemento se ha aumentado a 375

kg/m3 al no alcanzarse la resistencia prevista de 30 MPa. Además, hay que señalar que

la cantidad de cemento en el hormigón 9 debería de ser aproximadamente de 400 kg/m3

para obtener la resistencia a compresión prevista, debido a que es el único hormigón

cuyo cemento empleado es de clase resistente 32,5. Pero la cantidad de cemento para

este hormigón se ha fijado en 350 kg/m3, dado que uno de los criterios de diseño era

obtener hormigones autocompactantes económicos. En el caso del hormigón 1 el

contenido de cemento ha sido de 280 kg/m3 de hormigón.

Respecto a la cantidad de adición, tanto para el filler calizo como para la ceniza volante,

se ha empleado una cantidad de adición de 200 kg/m3, excepto para el hormigón 5 que

se ha aumentado a 220 kg/m3. Conviene destacar que en el caso de los hormigones 7 y 8

se ha añadido la cantidad máxima de finos permitida ya que si se tienen en cuenta las

adiciones de dichos cementos se llega a un total de 250 kg/m3, cantidad máxima

recomendada en el Anejo 17 de la Instrucción EHE-08 (Artículo 28º).

La cantidad de áridos (grava y arena) ha sido la misma para todos los hormigones. La

relación agua/cemento ha sido de 0,55, a excepción de los tres primeros hormigones en

los que se ha reducido a 0,50. Hay que señalar que la dosis de agua que se fija en cada

una de las dosificaciones corresponde al agua total, incluyendo la humedad de los áridos

y la que aporta el aditivo.

Respecto a los aditivos, no se han usado aditivos modificadores de viscosidad

empleándose, por razones de economía, únicamente un superplastificante de tipo

policarboxilato modificado en base acuosa.

Se ha observado que un contenido de superplastificante superior al 2% del peso de

cemento provoca una pérdida de fluidez rápida en el hormigón por lo que se ha intentado

reducir su cantidad aproximadamente al 1,5%, aunque en algunos casos se ha tenido

que llegar al 2, o incluso al 2,2%, como en el caso de los hormigones 3, 4 y 5. En el caso


-195-

del hormigón 6, el contenido de aditivo ha sido menor al 1%. Conviene destacar que sería

conveniente realizar pruebas complementarias que permitan adoptar el aditivo más

idóneo para cada tipo de cemento.

6.4.2. Estado fresco

La Tabla 3.3 muestra los resultados de los ensayos del hormigón en estado fresco para

cada una de las dosificaciones adoptadas. Se observa que cuatro de los hormigones

ensayados (hormigones 3, 4, 7 y 8) poseen un coeficiente de bloqueo en la caja en L por

debajo del límite de 0,75 que se establece en el Anejo 17 de la Instrucción EHE-08,

aunque los hormigones 3 y 8 tienen un valor muy próximo a 0,75. No obstante,

hormigones con coeficientes de bloqueo más bajos del límite establecido, como 0,60, han

dado resultados aceptables en aplicaciones estructurales (Tviksta, 2000; Gettu et al.,

2004b).

Respecto al ensayo de escurrimiento, todos los hormigones autocompactantes cumplen

con los rangos admisibles estipulados en dicho Anejo (ver Tabla 1.2). Los valores

obtenidos para el T50 se sitúan entre 1,2 y 7 s, y para el df entre 630 y 750 mm.

En el ensayo del embudo en V también se cumple el rango admisible de TV, dado en el

Anejo 17 de la Instrucción EHE-08 ya que se han obtenido tiempos situados entre 5,5 y

14 s.

6.4.3. Estado endurecido

6.4.3.1. Propiedades mecánicas

Uno de los objetivos era obtener hormigones autocompactantes de resistencias medias,

es decir, que la resistencia a compresión estuviese comprendida entre 25 y 35 MPa. Con

todos los cementos se ha cumplido dicho objetivo excepto con el cemento CEM II/B-L

32,5 N que apenas ha alcanzado los 25 MPa.

La resistencia a compresión, a 28 días, se sitúa entre 25 y 50 MPa. Si se observa la

Figura 3.18, donde se hace una comparación de la resistencia a compresión de los nueve

hormigones, se observa que la tendencia de las curvas es muy similar en todos los casos

excepto para los hormigones 1 y 9. En el resto de los hormigones cuya adición es de filler


-196-

calizo se obtienen valores muy próximos, siendo los hormigones 6 y 7 los que menor

resistencia presentan.

Como era de esperar en el hormigón 1, el uso de ceniza volante, debido a su carácter

puzolánico, como adición mejora las resistencias mecánicas, en comparación con el uso

de filler calizo. Esta mejora se ha apreciado incluso en la resistencia a compresión a 28

días, que ha superado considerablemente los 35 MPa.

Con el cemento blanco estudiado (hormigón 7) se alcanza una resistencia a compresión

a 28 días ligeramente superior a 30 MPa, mientras que con los otros cementos esta

diferencia de resistencia es superior. Esto puede deberse a que aparte del filler calizo

utilizado como adición el propio cemento incorpora hasta, aproximadamente, un 25% de

la misma al tratarse de un cemento blanco.

Análogo razonamiento se hace para el cemento CEM II/B-L 32,5 N (hormigón 9), que da

hormigones que apenas llegan a los 25 MPa de resistencia a compresión a los 28 días, lo

que se justifica por el 40% de adición caliza que posee. Aunque se han empleado 350

kg/m3 de cemento, el aumento de la cantidad del mismo no ha mejorado la resistencia de

forma significativa por lo que no parece viable obtener una resistencia media de 30 MPa.

Probablemente con este cemento habría que emplear más de 400 kg/m3 o usar adiciones

activas como ceniza volante.

Con respecto al resto de los hormigones, se aprecia un aumento de la resistencia a

compresión a los 91 días en los hormigones 2, 3 y 8 debido a la adición puzolánica que

llevan incorporada los cementos que se emplean en estos hormigones; ceniza volante

para el caso de los hormigones 2 y 3, y puzolana para el hormigón 8. Respecto al

hormigón 6 se obtiene un valor bajo de resistencia que, como se explicará

posteriormente, podría ser debido a su diferente microestructura.

El módulo de elasticidad se sitúa, a 28 días, entre 23 y 36 GPa mostrando un

comportamiento análogo al de la resistencia a compresión, que a los 7 días ya se ha

alcanzado entre el 80% y el 90% de su valor a 28 días para los hormigones 1, 2 y 7; y

para el resto de los hormigones se alcanza entre un 90% y un 100%. Si se observa la

Figura 3.28 en la que se hace una comparación de las curvas de todos los hormigones,

excepto para el hormigón 9 porque sólo se realizó el ensayo a los 28 días como ya se ha

explicado anteriormente, las curvas de tendencia resultantes para cada uno de los

hormigones son muy diferentes entre sí, no presentando similitudes entre ellas. Estas


-197-

diferencias podrían ser causadas por el volumen de pasta que contiene cada uno de los

hormigones ya que no es el mismo en todos ellos.

El comportamiento entre la resistencia a compresión y el módulo de elasticidad se puede

establecer y así se ha establecido en estudios recientes (Domone, 2007; De Schutter et

al., 2008) que muestran que también en el hormigón autocompactante se puede

establecer una relación entre el módulo de elasticidad con la raíz cuadrada de la

resistencia a compresión característica, si bien en el caso de estos hormigones con baja

resistencia esta diferencia en el módulo de elasticidad es mayor.

Si se calcula el módulo de elasticidad teórico, a los 28 días, según la ecuación 6.1 de la

Instrucción EHE-08 (Artículo 39.6º), los resultados que se obtienen se muestran en la

Tabla 6.1 donde se observa que el módulo de elasticidad obtenido mediante el modelo de

cálculo que se establece en dicha Instrucción sobrevalora el valor respecto al obtenido

experimentalmente entre un 2,5% y un 7% para los hormigones 1, 3, 4 y 5; entre un 12%

y un 13% para los hormigones 2 y 6; y entre un 19% y un 21% para los hormigones 7 y 8.

βc E cmE E= ⋅ (6.1)

Donde:

cE módulo de deformación longitudinal del hormigón para cargas instantáneas o

rápidamente variables a 28 días.

βE coeficiente corrector (ecuación 6.2).

cmE módulo de deformación longitudinal secante a 28 días (ecuación 6.3).

β 1, 30 1, 175400

ckE

f= − ≤ (6.2)

Donde:

ckf resistencia característica a compresión del hormigón a 28 días.

38.500cm cmE f= ⋅ (6.3)


-198-

Siendo:

cmf resistencia media a compresión del hormigón a 28 días (ver ecuación 6.4).

8cm ckf f= + (6.4)

TABLA 6.1. Comparación del módulo de elasticidad obtenido experimentalmente con el

calculado teóricamente según la Instrucción EHE-08, a la edad de 28 días.

Hormigón Módulo de elasticidad

experimental (GPa)

Módulo elasticidad según EHE-08 fck

(MPa) fcm

(MPa) Ecm

(GPa) Eβ (*) Ec

(GPa) 1 35,6 47,7 55,7 32,5 1,175 38,2 2 30,6 34,4 42,4 29,6 1,175 34,8 3 33,5 33,7 41,7 29,5 1,175 34,6 4 32,7 33,9 41,9 29,5 1,175 34,6 5 34,4 35,9 43,9 30 1,175 35,3 6 30,4 35,2 43,2 29,8 1,175 35 7 27,1 32 40 29,1 1,175 34,2 8 28,5 36,2 44,2 30 1,175 35,3

(*) Los valores obtenidos para βE en cada uno de los hormigones han sido mayores a 1,175 por lo

que se ha adoptado este valor.

Si se calcula la resistencia a tracción indirecta, a los 28 días, mediante el cálculo

aproximativo, ecuación 6.5, que se establece en la Instrucción EHE-08 (Artículo 39.1º),

los resultados que se obtienen se muestran en la Tabla 6.2 donde se observa que se

obtiene una resistencia a tracción indirecta más baja en todos los casos que la obtenida

experimentalmente cuya diferencia es de un 3% para el hormigón 6; de un 11% a un

15,5% para los hormigones 1, 2, 5, 7 y 8; y de un 18,5% a un 22,5% para los hormigones

3 y 4.

2 / 3, 0, 30ct m ckf f= ⋅ para 50ckf ≤ N/mm2

(6.5)

1 / 2, 0, 58ct m ckf f= ⋅ para 50ckf > N/mm2


-199-

Donde:

,ct mf resistencia media a tracción.

ckf resistencia característica a compresión a 28 días.

TABLA 6.2. Comparación de la resistencia a tracción indirecta obtenida

experimentalmente con la calculada teóricamente según la Instrucción EHE-08, a la edad

de 28 días.

Hormigón Resistencia a tracción indirecta experimental

(MPa)

Resistencia a tracción indirecta según EHE-08fck

(MPa) fct,m

(MPa) 1 4,5 47,7 4 2 3,7 34,4 3,2 3 4 33,7 3,1 4 3,8 33,9 3,1 5 3,9 35,9 3,3 6 3,3 35,2 3,2 7 3,4 32 3 8 3,8 36,2 3,3

6.4.3.2. Retracción

La Figura 3.57, en la que se compara la retracción obtenida en los tres hormigones

autocompactantes estudiados, muestra que ésta ha sido mayor en el hormigón 6 y menor

en el hormigón 4, situándose el hormigón 7 en un punto intermedio, aunque en los

primeros días se han obtenido valores muy similares en los hormigones 6 y 7.

Si se considera que la resistencia a compresión es el factor más determinante de la

retracción como concluyen Chopin et al. (2003), se puede decir que se han obtenido

resultados lógicos dado que el hormigón 4 es el que presenta una resistencia a

compresión mayor con respecto a los otros dos hormigones, pero no se cumple con el

hormigón 6 ya que éste tiene mayor retracción que el hormigón 7, y la resistencia a

compresión del primero es ligeramente superior respecto al segundo.

Lógicamente, como el hormigón 7 es el que mayor contenido de cemento y relación

agua/finos tiene, su retracción debería ser la mayor debido a que la retracción aumenta


-200-

con el contenido de cemento y la relación agua/finos, pero esto no ocurre, ya que

solamente es mayor respecto al hormigón 4, pero no respecto al hormigón 6.

Si se comparan los hormigones 4 y 6, ya que ambos tienen la misma dosificación a

excepción del tipo de cemento que se emplea y de la cantidad de aditivo (ver Tabla 3.2),

teóricamente ambos hormigones deberían de tener una retracción similar, pero no ocurre

así. En el primero se emplea un cemento portland y en el segundo un cemento con

adición de escoria. Neville (1995) indica que la utilización de ceniza volante, escoria o

humo de sílice aumenta la retracción en hormigones convencionales. Si se considera que

esto es válido también para hormigones autocompactantes, se podría justificar con ello el

por qué la retracción es mayor en el hormigón 6 respecto a los otros dos hormigones.

Además Song et al. (2001) afirman que la finura de la escoria influye notablemente en la

retracción a edades cortas.

Aplicación de los modelos de cálculo existentes

La estimación de las deformaciones en el hormigón es complicada y, a lo largo de los

años se han desarrollado diversos modelos empíricos para calcular la retracción en el

hormigón convencional. Se ha intentado aplicar estos modelos de cálculo a los tres

hormigones autocompactantes que se han estudiado anteriormente. Se han considerado

cinco modelos: CEB-FIP 90, EHE-98, EC-02, ACI y EHE-08. Todos ellos provienen de

normativas.

Es conveniente señalar que el cálculo aproximativo de la retracción de la vigente

Instrucción EHE-08 (Artículo 39.7º) se basa en el modelo empírico del Eurocódigo 2 (EC-

02), siendo ambos exactamente iguales por lo que se van a obtener los mismos

resultados.

Las Figuras 6.1-3 muestran la comparación de los resultados experimentales obtenidos

en retracción en cada uno de los tres hormigones autocompactantes con los valores

aproximativos de los modelos de cálculos citados anteriormente.


-201-

0

1

2

3

4

5

6

7

0 50 100 150 200 250 300 350

Hormigón 4

CEM I 42,5 RCEB-FIP 90EC-02EHE-98EHE-08ACI

Ret

racc

ión

(x10

-4)

Tiempo (días)

CEM I 42,5 R

ACI

EHE-98

EHE-08EC-02

CEB-FIP 90


0

1

2

3

4

5

0 50 100 150 200

Hormigón 6

CEM II/A-S 42,5 NCEB-FIP 90EC-02EHE-98EHE-08ACI

Ret

racc

ión

(x10

-4)

Tiempo (días)

CEM II/A-S 42,5 N

EC-02

EHE-08

EHE-98CEB-FIP 90

ACI



-202-

0

1

2

3

4

5

6

7

0 50 100 150 200

Hormigón 7

BL II/A-L 42,5 RCEB-FIP 90EC-02EHE-98EHE-08ACI

Ret

racc

ión

(x10

-4)

Tiempo (días)

BL II/A-L 42,5 R

EHE-98

CEB-FIP 90

ACI

EHE-08EC-02


A simple vista se observa que los modelos de cálculo propuestos por el EC-02 y la EHE-

08 sobrevaloran el valor de la retracción en los tres hormigones autocompactantes

estudiados, pero esta diferencia es mucho mayor para el caso de los hormigones 4 y 7.

En los hormigones 4 y 7, el mejor modelo de cálculo de retracción que se ajusta a los

valores obtenidos experimentalmente es el propuesto por la antigua EHE-98, seguido del

modelo de la CEB-FIP 90 y, por último el de la ACI.

En el caso del hormigón 6, los mejores modelos de cálculo serían los propuestos por la

CEB-FIP 90 y la ACI, aunque el primero, en su parte final, no se ajusta demasiado bien, y

el segundo modelo se ajusta mejor en la parte final de la retracción. En este caso, el

modelo propuesto por la antigua Instrucción EHE-98 sólo se ajusta bien en la primera

mitad de los valores de retracción, ya que en el resto de los valores la estimación es baja.

De lo visto anteriormente se puede concluir que los modelos de cálculo del EC-02 y de la

EHE-08 sobreestiman la retracción en los hormigones autocompactantes. El mejor

modelo de cálculo de la retracción para los hormigones 4 y 7 es el de la antigua EHE-98;

en cambio el modelo de CEB-FIP 90 es el que mejor estima la retracción en el hormigón

6 aunque no en su parte final.


-203-

En las investigaciones publicadas no existe un consenso sobre cuál es el modelo que

mejor estima la retracción en el hormigón autocompactante. Poppe et al. (2005a)

concluyen que con el modelo de cálculo de CEB-FIP 90 no se obtiene una buena

estimación de la retracción y que el mejor modelo de cálculo es el de la ACI aunque, a

veces, también sobrestima los valores de retracción. Agranati et al. (2007), confirman

estadísticamente que los modelos de cálculo de CEB-FIP 90 y EHE-98 estiman mejor la

retracción tanto para hormigones autocompactantes como convencionales cuando la

resistencia característica es menor de 45 MPa.

6.4.3.3. Fluencia

El hormigón 4 es el que presenta una menor deformación diferida total y deformación y

coeficiente de fluencia como se puede observar en las Figuras 3.55-56 y 3.58. El

hormigón 6 tiene una mayor deformación diferida y por fluencia respecto al hormigón 7,

pero ambos hormigones presentan una deformación muy similar o ligeramente superior

en el hormigón 7 durante la primera mitad de la duración del ensayo. Respecto al

coeficiente de fluencia es mayor en el hormigón 7 obteniéndose un valor similar al final

del ensayo.

La principal causa que ha podido provocar una deformación menor en el hormigón 4

podría ser debida a que la tensión aplicada en este hormigón durante el ensayo ha sido

menor con respecto a los otros dos hormigones, correspondiendo a un tercio de la

resistencia a compresión a 28 días, mientras que en los otros dos casos ha sido el 40%

de la resistencia. Chopin et al. (2003) concluyen que la tensión aplicada es un factor

importante en el desarrollo de la fluencia ya que en estudios realizados la fluencia

específica aumentó con el incremento de la tensión aplicada.

Además Chopin et al. (2003) también indican que uno de los factores que afectan a la

fluencia es la resistencia a compresión, por lo que según esto se han obtenido lógicos

resultados ya que la resistencia a compresión es ligeramente superior en el hormigón 6

con respecto al hormigón 7 y el coeficiente de fluencia ha sido mayor en el hormigón 7.

En hormigones convencionales, Neville (1995) indica que no se puede generalizar la

influencia de las adiciones en la fluencia debido a los datos contradictorios que se

recogen de las investigaciones publicadas sobre la utilización de las mismas. Pero, en el

caso del hormigón autocompactante, las adiciones juegan un papel muy importante y


-204-

podrían influir sobre las deformaciones en el hormigón. Seng et al. (2005) observaron que

el coeficiente de fluencia aumentaba con el aumento de filler calizo, que es lo que ocurre

en el hormigón 7, que es el que mayor coeficiente de fluencia tiene siendo a su vez el que

mayor contenido de filler calizo. Song et al. (2001) indican que la finura de las escorias

influye notablemente a edades cortas, por lo que en el hormigón 6, éstas podrían ser el

motivo de que la deformación por fluencia fuese mayor en la etapa final del ensayo.

Lógicamente, como el hormigón 7 es el de mayor volumen de pasta, su fluencia debería

de ser la mayor debido a que ésta aumenta con el alto contenido de pasta, pero esto

solamente se observa en el coeficiente de fluencia y no tanto en la deformación por

fluencia.

Aplicación de los modelos de cálculo existentes

Como ya se ha mencionado anteriormente, la estimación de las deformaciones bajo una

carga constante en el hormigón es complicada de realizar. A lo largo del tiempo se han

desarrollado diversos modelos empíricos que nos permiten calcular la fluencia en el

hormigón convencional. Se ha intentado aplicar algunos de estos modelos en los tres

hormigones que se han estudiado anteriormente. Se han estudiado los mismos modelos

aplicados en retracción (CEB-FIP 90, EHE-98, EC-02, ACI y EHE-08).

Es conveniente señalar que el cálculo aproximativo de la fluencia de la vigente

Instrucción EHE-08 (Artículo 39.8º) se basa en el modelo empírico del EC-02, siendo

ambos exactamente iguales por lo que se van a obtener los mismos resultados.

Las Figuras 6.4-9 muestran la comparación de los resultados experimentales obtenidos

en la deformación y coeficiente de fluencia (ver ecuación 3.2) respectivamente para cada

uno de los tres hormigones estudiados.


-205-

0

1

2

3

4

5

6

7

0 50 100 150 200 250 300 350

Hormigón 4


Def

orm

ació

n po

r flu

enci

a (x

10-4

)

Tiempo (días)

CEM I 42,5 RCEB-FIP 90

EHE-98

ACI

EHE-08EC-02

Figura 6.4. Comparación de la deformación por fluencia en el hormigón 4 con los modelos de

cálculo.

0

2

4

6

8

10

0 50 100 150 200

Hormigón 6


Def

orm

ació

n po

r flu

enci

a (x

10-4

)

Tiempo (días)

EHE-98

ACI

EHE-08EC-02

CEB-FIP 90CEM II/A-S 42,5 N


cálculo.


-206-

0

2

4

6

8

10

0 50 100 150 200

Hormigón 7


Def

orm

ació

n po

r flu

enci

a (x

10-4

)

Tiempo (días)

BL II/A-L 42,5 R

CEB-FIP 90

ACI

EHE-98

EHE-08

EC-02


cálculo.

0

0,5

1

1,5

2

0 50 100 150 200 250 300 350

Hormigón 4


Coe

ficie

nte

de fl

uenc

ia

Tiempo (días)

CEM I 42,5 R

EHE-98

CEB-FIP 90

ACI

EC-02EHE-08

Figura 6.7. Comparación del coeficiente de fluencia en el hormigón 4 con los modelos de cálculo.


-207-

0

0,5

1

1,5

2

0 50 100 150 200

Hormigón 6


Coe

ficie

nte

de fl

uenc

ia

Tiempo (días)

CEB-FIP 90

CEM II/A-S 42,5 N

EHE-98

EC-02

ACIEHE-08


0

0,5

1

1,5

2

0 50 100 150 200

Hormigón 7


Coe

ficie

nte

de fl

uenc

ia

Tiempo (días)

BL II/A-L 42,5 R CEB-FIP 90

EHE-98

ACI

EC-02EHE-08



-208-

A simple vista se observa que el modelo de cálculo propuesto por la ACI da una

estimación demasiado baja del coeficiente y deformación de fluencia.

En el caso del hormigón 4, el mejor modelo de estimación tanto para el coeficiente como

para la deformación por fluencia es el de CEB-FIP 90. El modelo de cálculo de la EHE-98

da una buena estimación para el coeficiente de fluencia pero no tanto para la

deformación ya que sólo se obtienen resultados adecuados para los 175 primeros días

aproximadamente. Respecto a los otros dos modelos, EHE-08 y EC-02, dan una

estimación baja de ambos parámetros a excepción de las primeras edades que se puede

considerar como buena.

En el caso del hormigón 6, todos los modelos dan una estimación baja para ambos

parámetros, siendo peor en la deformación por fluencia, en que hasta los 50 primeros

días el modelo de CEB-FIP 90 da una aproximación buena. En cambio, en el coeficiente

de fluencia dicho modelo estima los valores aceptables hasta aproximadamente la mitad

de duración del ensayo.

En cambio, en el hormigón 7 ocurre lo contrario que con el hormigón 6 debido a que

todos los modelos de cálculo dan una estimación baja del coeficiente de fluencia y sólo el

modelo de CEB-FIP 90 estima los primeros 20 días. En la deformación por fluencia dicho

modelo se puede considerar adecuado para obtener una aproximación de dicha variable.

El modelo de la EHE-98, en este caso, sólo estima adecuadamente los 50 primeros días

en la obtención de la deformación por fluencia.

De lo visto anteriormente se puede concluir que el mejor modelo de cálculo para el

coeficiente y la deformación por fluencia es el propuesto por el Código Modelo (CEB-FIP

90), pero se obtiene una estimación baja en el caso de los hormigones 6 y 7 que sólo

hace una estimación adecuada en las primeras edades. Con el resto de los modelos,

EHE-98, EHE-08 y EC-02, solamente se obtienen resultados aceptables en las primeras

edades. El modelo de la ACI, nos da una estimación demasiado baja en todos los casos.

Al igual que en retracción, existen diversas investigaciones publicadas sobre la aplicación

de dichos modelos de cálculo en los hormigones autocompactantes y, en dichos estudios

se dice que se pueden aplicar pero los resultados que se obtienen son poco fiables.

Poppe et al. (2005a) concluyen que con el modelo de cálculo de CEB-FIP 90 no se

obtiene una buena estimación de la deformación por fluencia, aunque en algún caso es

válido, y que el mejor modelo de cálculo es el de la ACI aunque, a veces, también


-209-

sobrestima los valores de fluencia. Agranati (2008) confirma estadísticamente que el

modelo de cálculo de la antigua Instrucción EHE-98 da una buena estimación en fluencia.

6.4.4. Durabilidad y microestructura

Para analizar los resultados de los ensayos de durabilidad y microestructura, y

relacionarlos entre sí y con las propiedades mecánicas en cada uno de los hormigones

autocompactantes, no se van a comparar los ocho hormigones a la vez, sino que se van

a relacionar en grupos de 2 ó 3 hormigones que tengan alguna característica similar y, a

partir de ello, analizar y comparar su comportamiento. Posteriormente se relacionará

conjuntamente la distribución porosa con los ensayos de durabilidad y propiedades

mecánicas de los ocho hormigones.

TABLA 6.3. Resultados obtenidos en el ensayo de análisis térmico (ATD/TG) para cada

uno de los hormigones estudiados.

Hormigón

Pérdida de agua de hidratación (%)

Contenido de hidróxido de calcio (%)

Grado de hidratación (%)

7 días 28 días 91 días 7 días 28 días 91 días 7 días 28 días 91 días

1 2,492 2,541 2,635 1,275 0,510 0,372 15,70 12,71 12,53

2 2,049 2,556 2,815 0,439 0,649 0,458 10,37 13,35 13,64

3 1,392 2,433 3,254 0,356 0,598 0,596 7,29 12,63 16,04

4 2,192 2,185 2,302 0,515 0,500 0,497 11,28 11,19 11,66

5 1,742 2,463 2,589 0,479 0,604 0,553 9,25 12,78 13,09

6 2,842 3,018 3,808 0,550 0,635 0,696 14,13 15,22 18,77

7 2,141 2,640 2,722 0,514 0,552 0,686 11,06 13,30 14,20

8 2,188 3,130 3,036 0,406 0,665 0,584 10,81 15,81 15,09

Para poder comparar los resultados obtenidos entre los diferentes hormigones en el

ensayo de análisis térmico (ATD/TG) cuyos resultados se presentan en las Figuras 5.49-

75 y, en la Tabla 6.3 se muestra un resumen de ello, es necesario relacionar los

resultados con respecto al porcentaje de cemento, como se representa en la Tabla 6.4.


-210-

Ello se debe a que un factor importante en los procesos de hidratación es el contenido de

cemento, y en los hormigones estudiados la cantidad de cemento varía, por lo que, si no

se homogenizan los resultados se pueden obtener conclusiones erróneas.

TABLA 6.4. Resultados obtenidos en el ensayo de análisis térmico (ATD/TG) respecto al

porcentaje de cemento para cada uno de los hormigones autocompactantes estudiados.

Hormigón

Pérdida de agua de hidratación (%)

Contenido de hidróxido de calcio (%)

Grado de hidratación (%)

7 días 28 días 91 días 7 días 28 días 91 días 7 días 28 días 91 días

1 0,203 0,207 0,214 0,104 0,041 0,030 1,28 1,03 1,02

2 0,158 0,197 0,217 0,034 0,050 0,035 0,80 1,03 1,05

3 0,101 0,176 0,236 0,026 0,043 0,043 0,53 0,91 1,16

4 0,150 0,150 0,158 0,035 0,034 0,034 0,77 0,77 0,80

5 0,128 0,181 0,190 0,035 0,044 0,041 0,68 0,94 0,96

6 0,195 0,207 0,261 0,038 0,043 0,048 0,97 1,04 1,29

7 0,137 0,169 0,175 0,033 0,035 0,044 0,71 0,85 0,91

8 0,150 0,214 0,208 0,028 0,046 0,040 0,74 1,08 1,03

6.4.4.1. Hormigones 2 y 3

Los hormigones 2 y 3 se han agrupado porque el cemento que se emplea en ellos es el

mismo, CEM II/A-V 42,5, pero el hormigón 3 es de resistencia inicial alta y, el hormigón 2

es de resistencia inicial normal.

Las dosificaciones propuestas (ver Tabla 3.2) para los dos hormigones son similares,

variando tan sólo el contenido de aditivo y cemento y, por lo tanto, la cantidad de agua.

La evolución de la resistencia a compresión ha sido igual en los dos hormigones y se

observa que ambos cementos han funcionado como si fuesen de altas resistencias

iniciales, aunque solamente el que se emplea en el hormigón 3 lo sea, porque a los 7

días ya se han conseguido los 30 MPa en ambos.


-211-

El mecanismo de hidratación en ambos hormigones es diferente como se ve en la Tabla

6.4. En el hormigón 2 existe un mayor grado de hidratación a los 7 días, pero de 28 a 91

días apenas se ha producido hidratación. En cambio, en el hormigón 3 el grado de

hidratación va aumentando paulatinamente alcanzando un mayor valor a los 91 días

respecto al hormigón 2. Uno de los motivos por lo que el mecanismo de hidratación es

diferente en ambos, aparte de que la composición del cemento es distinta, podría ser

debido a la presencia del filler calizo que afecta de forma diferente en ambos casos

acelerando y cambiando los mecanismos de hidratación de dichos cementos. Como se

puede ver en las Figuras 4.29-30 se produce una reducción de 45 a 60 minutos en el

principio y fin de fraguado ante la presencia de dicha adición en ambos casos. En

general, se puede decir que la hidratación es mejor en el hormigón 3 que en el hormigón

2.

El cemento del hormigón 3, al ser un cemento de altas resistencias iniciales, tiene más

silicato tricálcico por lo que reacciona rápidamente con el agua produciendo portlandita

entre otros compuestos. Como se refleja en la Tabla 6.4 el porcentaje de portlandita no

varía de 28 a 91 días.

Los valores que se obtienen de porcentaje de pérdida de agua de hidratación (variable

relacionada con el contenido de gel CSH) y contenido de hidróxido de calcio (variable

relacionada con el contenido de portlandita) son concordantes entre sí, porque a más gel

CSH, más portlandita debe haber.

El gel CSH está relacionado con la resistencia a compresión, a más gel CSH mayor es la

resistencia. Pero en esta comparación no ocurre así porque el hormigón 2 debería de

tener mayor resistencia a compresión a las edades de 7 y 28 días que el hormigón 3, y

éste tener mayor resistencia a 91 días respecto al 2, pero ambos tienen prácticamente las

mismas resistencias en todos los casos. Esto podría ser debido a que como el hormigón

2 se ha hidratado más rápidamente, se impediría el acceso del agua y no se produciría

una correcta hidratación de la ceniza volante que contiene el cemento como adición, y

ello confirmaría de nuevo que la cinética y reacciones de hidratación son diferentes en

ambos casos.

Los valores obtenidos en la porosidad total (ver Tabla 5.6) son muy parecidos aunque es

ligeramente superior en el hormigón 2 (12,8) con respecto al hormigón 3 (11,2). Esto


-212-

podría deberse a que la formación de geles al ser más rápida en el hormigón 2 ha podido

crear una estructura más porosa.

Los resultados de los ensayos de penetración de agua bajo presión, ión cloruro y CO2

reflejan que el comportamiento de ambos hormigones es muy similar debido a que la

influencia de entrada de agentes agresivos es prácticamente igual aunque con algunas

matizaciones.

Los resultados del ensayo de penetración de agua a presión (ver Tablas 5.2 y 5.3)

reflejan que el comportamiento de ambos hormigones es igual ya que los resultados que

se obtienen de profundidad máxima y media de penetración son prácticamente iguales en

ambos casos.

En cuanto a la difusión del ión cloruro (ver Tabla 5.4 y Figuras 5.8-9) también se ha

obtenido el mismo comportamiento, es decir, el coeficiente efectivo de transporte el ión

cloruro en ambos casos es igual e incluso los perfiles de la variación del porcentaje de

cloruros respecto a la profundidad son muy similares en los dos hormigones.

Por último, los resultados del ensayo de carbonatación acelerada muestran un

comportamiento muy similar, pero tanto la profundidad media como la máxima de

carbonatación han sido ligeramente superiores en el hormigón 3 como se muestra en las

Figuras 5.23 y 5.32, aunque inicialmente la profundidad máxima es menor en el hormigón

3. Esto podría deberse a que uno de los factores de los que depende la carbonatación es

de la cantidad de portlandita que se tenga, y el hormigón 3 presenta mayor contenido de

ésta a los 91 días. Además hay que señalar que la velocidad de carbonatación (ver Tabla

5.5) es ligeramente superior en el hormigón 2.

A la vista de los resultados se puede decir que ambos hormigones presentan un buen

comportamiento frente a la potencial durabilidad.

Los resultados obtenidos en los ensayos de porosimetría por intrusión de mercurio (ver

Tabla 5.6 y Figuras 5.34-35, 5.42-43) muestran algunas pequeñas diferencias en la

microestructura de ambos hormigones. El volumen total de mercurio intruido es

prácticamente igual en ambos hormigones lo que indica una porosidad total muy parecida

como ya se ha comentado anteriormente. Las diferencias se encuentran en que:


-213-

• El diámetro medio de poro es mayor en el hormigón 2, con un valor de 35,5 nm

respecto a 29,8 nm del hormigón 3.

• La distribución de poros en ambos hormigones es diferente debido a que el

hormigón 2 presenta un mayor volumen de macroporos en comparación con el

hormigón 3. En cambio ambos presentan un volumen similar de mesoporos

siendo ligeramente superior en el hormigón 3.

En el caso del hormigón 2, la estructura porosa por sí sola no justifica su comportamiento

frente a los ensayos de durabilidad porque al tener un volumen mayor de macroporos en

comparación con el hormigón 3, la resistencia a compresión debería de ser menor en el

hormigón 2, y la permeabilidad al agua y la carbonatación deberían de ser mayores ya

que en estas propiedades uno de los factores que influyen es el volumen de macroporos.

Lo mismo ocurre en el caso del hormigón 3, en el que la estructura porosa por sí sola no

justifica su comportamiento frente a los ensayos de durabilidad porque al tener un

volumen menor de macroporos en comparación con el hormigón 2, la carbonatación

debería de ser menor, pero como en la carbonatación influyen más factores como por

ejemplo la presencia de portlandita, como ya se ha mencionado anteriormente, y se da el

caso que el hormigón 3 tiene mayor contenido de ésta. Además, el volumen de

mesoporos en el hormigón 3 es ligeramente superior al del hormigón 2, por lo que su

coeficiente de difusión de cloruros debería de ser ligeramente superior al del hormigón 2,

ya que uno de los factores que influyen en él es el volumen de estos poros.

6.4.4.2. Hormigones 2, 3 y 8

Los hormigones 2, 3 y 8 se han agrupado para el estudio debido a que el cemento que se

emplea en estos contiene adición puzolánica, ceniza volante para los hormigones 2 y 3, y

puzolana para el hormigón 8. No se van a volver a comparar los hormigones 2 y 3 entre

sí, sino que la idea es ver las diferencias o similitudes de comportamiento frente a

durabilidad y microestructura de hormigones que emplean cementos con adiciones

activas.

Las dosificaciones propuestas (ver Tabla 3.2) para los tres hormigones se diferencian en

el contenido de aditivo y cemento y, por lo tanto, la cantidad de agua. El hormigón 8 es el

que mayor contenido de cemento posee.


-214-

La evolución de la resistencia a compresión es algo diferente en el hormigón 8 respecto a

los otros dos hormigones ya que a 7 y 28 días es ligeramente superior al del resto,

aunque a 91 días prácticamente se obtiene el mismo valor en los tres.

El mecanismo de hidratación en los tres hormigones es diferente como se muestra en la

Tabla 6.4, pues los hormigones 2 y 8 presentan similitudes debido a que a los 7 días se

ha producido una importante hidratación y, en cambio de 28 a 91 días apenas las ha

habido, y por el contrario, como se ha visto anteriormente, el proceso de hidratación en el

hormigón 3 ha sido paulatino en el tiempo siendo mayor a los 91 días, respecto a los

otros dos hormigones. En el caso del hormigón 8, no se puede decir que la presencia de

filler calizo acelere la hidratación ya que, como se puede observar en la Figura 4.32, la

presencia de dicha adición no acelera el fraguado. Uno de los motivos podría ser que la

puzolana es más sensible a la hidratación y reacciona antes. Otro de los motivos posibles

es que el cemento que se emplea en el hormigón 8 es de alta resistencia inicial, al igual

que en el hormigón 3, y al tener más silicato tricálcico la reacción que se produce es más

rápida ante la presencia de agua produciendo portlandita entre otros compuestos. Como

se puede ver en la Tabla 6.4 el porcentaje de portlandita no varía de 28 a 91 días, e

incluso disminuye ligeramente.

En la Tabla 6.4, se muestra como la variación del contenido de gel CSH es diferente

entre el hormigón 8 y los otros dos, ya que se observa que el hormigón 8 de 28 a 91 días

apenas ha variado y en cambio, en los hormigones 2 y 3 ocurre lo contrario. Esto podría

deberse a que la puzolana ha reaccionado de 7 a 28 días y, la ceniza volante lo ha hecho

de 28 a 91 días.

Los valores que se obtienen de contenido de gel CSH y de portlandita son concordantes

entre sí en el hormigón 8. Lo mismo ocurre con el valor de la resistencia a compresión

respecto al contenido de gel CSH, aunque éste debería de ser mayor a la edad de 7 días

en el hormigón 8 ya que se obtiene una resistencia ligeramente superior. Al igual que en

el hormigón 2, esto podría deberse a un proceso de hidratación más rápido, que impide el

acceso del agua y, por lo tanto, no se produce una correcta hidratación del cemento y de

la puzolana. Esto confirmaría de nuevo que la cinética y reacciones de hidratación son

diferentes en los tres hormigones.

Los valores obtenidos en la porosidad total (ver Tabla 5.6) son muy parecidos entre los

tres hormigones aunque es ligeramente superior en los hormigones 2 y 8 donde se

obtiene prácticamente la misma porosidad, 12,8 y 12,6, respectivamente. El valor de la


-215-

porosidad en el hormigón 3 es de 11,6. Estos valores que se obtienen son coherentes ya

que es lógico que la porosidad sea superior en los hormigones 2 y 8 respecto al 3. El

motivo de ello podría deberse a que la formación de geles ha sido más rápida en estos

dos hormigones y, por lo tanto, se ha podido crear una estructura más porosa.


reflejan que el comportamiento de los tres hormigones es parecido frente a la entrada de

agentes agresivos aunque con algunas matizaciones.


reflejan que el comportamiento es igual en todos ellos. La profundidad máxima y media

de penetración son prácticamente iguales.

Los resultados del ensayo de penetración del ión cloruro (ver Tabla 5.4 y Figuras 5.8-9 y

5.14) muestran diferencias significativas entre los hormigones 2 y 3 respecto al hormigón

8 ya que en éste el coeficiente efectivo de transporte del ión cloruro es menor. Además,

el perfil de la variación del porcentaje de cloruros respecto a la profundidad es diferente

en el hormigón 8 respecto al de los hormigones 2 y 3. Conviene señalar que el coeficiente

de difusión del hormigón 8 es el más bajo de los obtenidos en este ensayo en

comparación con el resto de los hormigones autocompactantes donde se emplea el filler

calizo como adición. El motivo de ello podría deberse a que la puzolana disminuye más el

tamaño de poro, y por lo tanto, impide la entrada del ión cloro, y/o que la presencia de

una elevada cantidad de portlandita, que no se ha combinado, impide el acceso de dicho

ión.

La justificación de que en el hormigón 8 no se haya combinado parte de la portlandita se

justifica con los difractogramas (ver Figuras 5.76-79) obtenidos en el ensayo de rayos-X

para dicho hormigón y que se comparan con los del hormigón 1 (que es el hormigón que

menos coeficiente de difusión posee y ambos presentan un comportamiento parecido en

este ensayo), se observa a simple vista que en el hormigón 8 existe una elevada cantidad

de portlandita libre.

Por último, el ensayo de carbonatación acelerada muestra que los hormigones 2, 3 y 8

presentan un comportamiento similar frente a la profundidad máxima y media de

penetración del CO2, siendo ligeramente superior en el hormigón 8, aunque inicialmente

es menor respecto al resto como se muestra en las Figuras 5.23 y 5.32. Además hay que

señalar que la velocidad de carbonatación (ver Tabla 5.5) en el hormigón 8 es


-216-

notablemente mayor con respecto a los otros dos hormigones. Esto podría deberse a la

elevada cantidad de portlandita sin combinar existente en dicho hormigón, ya que, como

se ha dicho anteriormente, uno de los factores influyentes en la carbonatación es la

presencia de portlandita.

A la vista de los resultados se podría decir que los tres hormigones presentan un buen


Los resultados de porosimetría por intrusión de mercurio (ver Tabla 5.6 y Figuras 5.34-35,

5.40, 5.42-43 y 5.48) muestran algunas diferencias en la microestructura de los tres

hormigones que se comparan. El volumen total de mercurio intruido es prácticamente

igual lo que indica una porosidad total muy parecida como ya se ha visto anteriormente.

Las diferencias se encuentran en que:

• El diámetro promedio de poro es mayor en el hormigón 8 (41,6 nm) respecto a los

hormigones 2 y 3 (35,5 nm y 29,8 nm, respectivamente).

• La distribución de poros es diferente en los tres hormigones, siendo muy similar

en los hormigones 2 y 8 donde ambos hormigones presentan un mayor volumen

de macroporos en comparación con el hormigón 3. En cambio, los tres

hormigones tienen un volumen parecido de mesoporos siendo ligeramente

superior en el hormigón 3 e inferior en el hormigón 8.

Al igual de lo que se ha dicho anteriormente respecto a los hormigones 2 y 3, en el caso

del hormigón 8, la estructura porosa por sí sola no justifica su comportamiento frente a los

ensayos de durabilidad porque al tener un volumen mayor de macroporos en

comparación con el hormigón 3, la resistencia a compresión debería de ser menor, y la

permeabilidad al agua y la carbonatación deberían de ser mayores ya que en estas

propiedades uno de los factores que influyen es el volumen de macroporos. Pero, como

ya se comentado anteriormente, otro de los factores que influyen en la carbonatación es

la portlandita y, el hormigón 8 posee una cantidad de la misma similar a la del hormigón

3. Además, el hormigón 8 tiene un diámetro promedio de poro mayor que el de los

hormigones 2 y 3 y debería de tener, por tanto, una penetración de agua mayor, cosa que

no ocurre. Otro de los motivos por los que se podría justificar parte del comportamiento

del hormigón 8 es la adición de puzolana que contiene el cemento que se emplea en

dicho hormigón. Dicha adición podría crear centros de nucleación haciendo una matriz

más compacta que dificulte la entrada del agua y de algunos de los agente agresivos.


-217-


Los hormigones 1 y 5 se comparan porque en ambos se emplea el mismo tipo de

cemento, I 42,5 R/SR, pero la adición que se usa para conseguir la autocompactabilidad

del hormigón es diferente, siendo ceniza volante en el hormigón 1 y filler calizo en el

hormigón 5.

Las dosificaciones propuestas (ver Tabla 3.2) para ambos hormigones son diferentes

diferenciándose entre sí en el tipo y cantidad de adición que se emplea, dosis de aditivo y

cemento, y en la relación agua/cemento.

Lógicamente la evolución de la resistencia a compresión es muy diferente en ambos

hormigones debido a la presencia de la ceniza volante en el hormigón 1, aunque a la

edad de 7 días, se obtiene una resistencia similar.

El proceso de hidratación en ambos hormigones es muy diferente como se muestra en la

Tabla 6.4. Además los geles originados por la reacción puzolánica de la ceniza volante

poseen una estequiometria diferente, pero como ya se comentó en el apartado 5.2.7, los

cálculos se han realizado de la misma forma para poder hacer una comparación mejor

entre los diferentes hormigones. En el hormigón 1 existe un alto grado de hidratación a

los 7 días que disminuye posteriormente a los 28 días. En cambio, en el hormigón 5 el

grado de hidratación no es tan alto a los 7 días, pero la hidratación ha continuado

aumentando a la edad de 28 días. En ambos casos no se produce un aumento del grado

de hidratación de 28 a 91 días. Como se puede observar en la Figura 4.28, en el caso del

filler calizo el principio y fin de fraguado se reduce en 60 minutos ante la presencia de

dicha adición.

Los valores que se obtienen de contenido de gel CSH y portlandita son coherentes entre

sí como se ve en la Tabla 6.4. Hay que señalar que el hormigón 1 a los 7 días tiene una

elevada cantidad de portlandita y ello podría ser debido al alto grado de hidratación que

presenta a la edad de 7 días. Además se observa que el contenido de ésta es bajo a la

edad de 91 días en comparación con el porcentaje de geles que posee y podría deberse

a que parte de la portlandita se ha combinado porque si se observan los difractogramas

(ver Figuras 5.76-79) obtenidos en el ensayo de rayos-X para dicho hormigón y se

comparan con los del hormigón 8, la cantidad de portlandita es baja.


-218-

Las resistencias a compresión que se obtienen son coherentes con el contenido de gel

CSH, ya que como se ha mencionado anteriormente, a mayor contenido de gel CSH

mayor es la resistencia a compresión.

Los valores obtenidos en la porosidad total (ver Tabla 5.6) presentan importantes

diferencia ya que el hormigón 1 es un hormigón poco poroso cuyo valor de porosidad es

de 8,5, en cambio en el hormigón 5 se sitúa en 12,1.


reflejan que el comportamiento de ambos hormigones es completamente diferente ante la

entrada de agentes agresivos. Estas diferencias podrían deberse, en gran medida, a que

la estructura porosa en ambos es diferente.


reflejan que ambos hormigones son impermeables pero el valor que se obtiene de

penetración media y máxima de agua son menores en el hormigón 1.

Respecto al ensayo de penetración de ión de cloruro (ver Tabla 5.4 y Figuras 5.7 y 5.11),

se obtiene que el coeficiente de difusión es menor en el hormigón 1, como era de esperar

y su valor es algo más de la mitad del obtenido en el hormigón 5. Además, los perfiles de

variación del porcentaje de cloruros respecto a la profundidad son diferentes en ambos

casos.

Y, por último, de acuerdo con lo anteriormente expuesto, el ensayo de carbonatación

acelerada muestra que el hormigón 1 presenta un mejor comportamiento ante la entrada

de CO2. La profundidad media y máxima de penetración es aproximadamente el doble en

el hormigón 5 en comparación con el hormigón 1 como se observa claramente en las

Figuras 5.23 y 5.32. Además, la velocidad de carbonatación es casi tres veces mayor en

el hormigón 5 (ver Tabla 5.5).

En términos generales se podría decir que ambos hormigones presentan un buen

comportamiento frente a durabilidad aunque el hormigón 1 es mejor frente a la entrada de

agentes agresivos.

Los resultados de porosimetría por intrusión de mercurio (ver Tabla 5.6 y Figuras 5.33,

5.37, 5.41 y 5.45) muestran claramente que la microestructura de ambos hormigones es

completamente diferente, como se detalla a continuación:


-219-

• El volumen total de mercurio intruido es un 30% mayor en el hormigón 5.

• El diámetro promedio de poro es, aproximadamente, un 30% mayor en el

hormigón 5 obteniéndose un valor de 32,5 nm. En el hormigón 1 se sitúa en 24

nm.

• La distribución de poros no presenta tantas diferencias en ambos hormigones

debido a que el volumen de macroporos es similar en ambos. En cambio, el

volumen de mesoporos es mayor en el hormigón 5.

En el caso del hormigón 5 en comparación con el hormigón 1, la estructura porosa por sí

sola podría justificar su comportamiento frente a los ensayos de durabilidad porque al

tener un volumen mayor de macroporos en comparación con el hormigón 1, la resistencia

a compresión debería de ser menor en el hormigón 5, y la permeabilidad al agua y la

carbonatación deberían de ser mayores, cosa que ocurre. Además como el volumen de

mesoporos y el diámetro promedio de poro son mayores en el hormigón 5, el coeficiente

de difusión del ión cloruro debería de ser mayor en el hormigón 5, como ocurre

lógicamente, ya que dicho coeficiente depende de estos factores, entre otros.

En términos generales, los resultados muestran que el hormigón 1 es un hormigón

resistente, poco poroso e impermeable ante la entrada de agentes agresivos. El empleo

de la ceniza volante como adición permite mejorar notablemente sus propiedades

mecánicas. Su microestructura podría justificar su comportamiento frente a durabilidad y

muestra que es un hormigón poco poroso cuyo tamaño de poro es reducido. Estos

resultados corroboran que la ceniza volante crea centros de nucleación en los poros

aumentando la compacidad de la matriz y dificultando la entrada del agua, ión cloruro y

CO2, es decir, de los agentes agresivos.


El objetivo de comparar los hormigones 4 y 5 es observar las diferencias entre el empleo

de un cemento CEM I 42,5 R, en el caso del hormigón 4, y el del cemento I 42,5 R/SR,

para el hormigón 5, empleando en ambos hormigones filler calizo como adición.

Las dosificaciones propuestas (ver Tabla 3.2) para ambos hormigones presentan

pequeñas diferencias en su composición ya que no sólo varía el contenido de aditivo y

cemento, sino que la cantidad de adición también difiere siendo mayor en el hormigón 5.


-220-

En ambos hormigones se ha alcanzado la misma resistencia a la edad de 91 días pero su

evolución ha sido algo diferente ya que a la edad de 7 días ha sido mayor en el hormigón

5 y, a los 28 días ha ocurrido lo contrario.

El mecanismo de hidratación en ambos hormigones es completamente diferente como se

refleja en la Tabla 6.4. En el hormigón 4 la hidratación ha sido rápida y se ha producido a

los 7 días, no variando posteriormente. En el hormigón 5 el proceso de hidratación ha

sido más lento, quizás debido a que el cemento que se emplea en él no tiene aluminato

tricálcico. Además, de 28 a 91 días no ha aumentado el grado de hidratación en el

hormigón 5. Otro de los motivos por lo que los mecanismos de hidratación son diferentes,

aparte de que el cemento que se emplea no es el mismo, podría ser debido a que el filler

calizo afecta, en ambos casos, pero no de la misma forma, dado que si se observan las

Figuras 4.27-28, el filler calizo reduce tanto el principio como el fin de fraguado

aproximadamente en 60 minutos en el caso del hormigón 5; en cambio, en el hormigón 4

el principio de fraguado se reduce en 40 minutos y el fin del mismo en 60 minutos.

Como ya se ha dicho anteriormente, el cemento que se emplea en el hormigón 5 no tiene

aluminato tricálcico pero es rico en silicato tricálcico y al ser un cemento de alta

resistencia inicial reacciona rápidamente con el agua produciendo portlandita entre otros

compuestos. Como se observa en la Tabla 6.4 el porcentaje de portlandita no varía de 28

a 91 días.

El cemento que se emplea en el hormigón 4 también alcanza las altas resistencias

iniciales, como se refleja en los resultados, produciéndose una rápida reacción a los 7

días y generando una elevada cantidad de gel CSH. Posteriormente se obtiene el mismo

grado de hidratación no variando su contenido de gel.

Los valores que se obtienen de contenido de gel CSH y portlandita son concordantes

entre sí, porque a más gel CSH, más portlandita se genera, aunque a los 7 días debería

de haber más portlandita en el hormigón 4.

Como ya se ha mencionado, el gel CSH está relacionado con la resistencia a

compresión, y a más gel CSH mayor es la resistencia. Si se comparan los resultados del

gel CSH con la resistencia a compresión en ambos hormigones esta relación se produce

aunque, a 91 días, la resistencia a compresión debería de ser mayor en el hormigón 5 ya

que posee un mayor volumen de geles respecto al hormigón 4. Pero también podría ser


-221-

que el contenido de gel CSH debería de ser mayor en el hormigón 4 a dicha edad, pero

como se ha producido una rápida hidratación, se habría impedido el acceso al agua y no

se hubiese hidratado correctamente el cemento. Esto nos confirmaría que las reacciones

de hidratación en ambos hormigones son diferentes lo que debería, en parte, a la

presencia de la adición de filler calizo que no actúa de igual forma en ambos casos.

Los valores obtenidos en la porosidad total (ver Tabla 5.6) son prácticamente iguales en

ambos hormigones. El hormigón 4 presenta una porosidad de 11,9 y en el hormigón 5 es

de 12,1.


reflejan que el comportamiento de ambos hormigones es muy similar aunque con algunas

matizaciones.


reflejan que el comportamiento de ambos hormigones es igual ya que los resultados que

se obtienen de profundidad máxima y media de penetración son prácticamente iguales,

aunque la penetración máxima es ligeramente superior en el hormigón 4, y en la

penetración media ocurre lo contrario, siendo algo mayor en el hormigón 5.

En cuanto a la penetración del ión cloruro (ver Tabla 5.4 y Figuras 5.10-11) también se ha

obtenido el mismo comportamiento, es decir, el coeficiente de difusión en ambos casos

es igual aunque los perfiles de la variación del porcentaje de cloruros respecto a la

profundidad han sido algo diferente en ambos hormigones.

Por último los resultados del ensayo de carbonatación acelerada muestran también un

comportamiento muy similar en ambos hormigones siendo algo mayor la penetración de

CO2 en el hormigón 5, aunque inicialmente tenía una penetración media y máxima menor

como se observa en las Figuras 5.23 y 5.32. Esto se debe a que la velocidad de

carbonatación es algo mayor en el hormigón 5 (ver Tabla 5.5). Pero, otro de los motivos

podría deberse a que el contenido de portlandita es mayor en dicho hormigón.

A la vista de los resultados se podría decir que ambos hormigones presentan un buen


Los resultados de porosimetría por intrusión de mercurio (ver Tabla 5.6 y Figuras 5.36-37,

5.44-45) muestran dos hormigones con una microestructura prácticamente igual aunque


-222-

con algunas pequeñas diferencias. El volumen total de mercurio intruido es el mismo en

ambos lo que indica una porosidad total similar, como ya se ha visto. Las pequeñas

diferencias se encuentran en que:

• El diámetro promedio de poro es ligeramente superior en el hormigón 5 con un

valor de 32,5 nm con respecto a 30,5 nm del hormigón 4.

• La distribución de poros en ambos hormigones es muy similar aunque el volumen

de macroporos es ligeramente superior en el hormigón 4, mientras que en el

hormigón 5 es el volumen de mesoporos el que es ligeramente mayor.

Como ya se ha comentado anteriormente, en el caso del hormigón 5 su estructura porosa

podría justificar por sí sola el comportamiento de dicho hormigón frente a los ensayos de

durabilidad aunque con algunas matizaciones como ocurre con los resultados del ensayo

de carbonatación, ya que según su volumen de macroporos debería ser menor que en el

caso del hormigón 4, aunque el que la carbonatación sea mayor en el hormigón 5 podría

deberse a que su contenido de portlandita es mayor en el mismo, como ya se ha visto.

La distribución porosa del hormigón 4 por sí sola no justifica su comportamiento frente a

la penetración del ión cloruro porque tiene un elevado volumen de mesoporos, por lo que

su coeficiente de difusión debería de ser mayor del que presenta.


Los hormigones 4 y 6 se comparan con el fin de observar las diferencias de

comportamiento entre ambos hormigones autocompactantes y ver si la escoria, que es la

adición complementaria del cemento que se emplea en el hormigón 6, influye o no.

Las dosificaciones propuestas (ver Tabla 3.2) para ambos hormigones son casi iguales,

variando tan solo el contenido de aditivo y el tipo de cemento.

En ambos hormigones se ha alcanzado una resistencia similar a los 91 días de edad

aunque es mayor en el hormigón 4. Su evolución ha sido diferente ya que, a los 7 días se

obtiene un mayor valor en el hormigón 4, pero a los 28 días, la resistencia es ligeramente

superior en el hormigón 6.


-223-

El mecanismo de hidratación en ambos hormigones es diferente como se muestra en la

Tabla 6.4. En el hormigón 4 la hidratación ha sido rápida y se ha producido a los 7 días

no variando posteriormente. En cambio, en el hormigón 6 el grado de hidratación ha sido

elevado a los 7 días, e incluso mayor que en el hormigón 4, y ha seguido hidratándose a

lo largo del tiempo. Como se ha visto anteriormente, un posible motivo de estas

diferencias, aparte del tipo de cemento que se emplea, puede ser la presencia del filler

calizo que no afecta a ambos hormigones de la misma forma. Si se observan las Figuras

4.27 y 4.31, el filler calizo reduce el principio de fraguado en 40 minutos

aproximadamente y en 60 minutos el fin del mismo para el caso del hormigón 4; en

cambio en el hormigón 6 solamente se produce esta reducción en el fin de fraguado

aproximadamente en 20 minutos.

Como ya se ha comentado en el caso anterior, el cemento que se emplea en el hormigón

4 alcanza las resistencias inicialmente y se produce una rápida reacción a los 7 días

produciendo una elevada cantidad de gel CSH, y posteriormente se obtiene el mismo

grado de hidratación no variando el contenido de gel.


entre sí, porque a más gel CSH, más portlandita debe de haber. Además el hormigón 6

tiene una elevada cantidad de ésta que no se combina.

El gel CSH está relacionado con la resistencia a compresión. Si se comparan los

resultados del gel CSH con la resistencia a compresión en ambos hormigones, los

valores que se obtienen de resistencia a compresión en el hormigón 6 no son

concordantes con el contenido de gel CSH debido a que las resistencias deberían de ser

mayores.

Los valores obtenidos en la porosidad total (ver Tabla 5.6) son prácticamente iguales en

ambos hormigones. El hormigón 4 presenta una porosidad de 11,9 y en el hormigón 6 es

de 11,3.


reflejan que el comportamiento del hormigón 4 es mejor que el del hormigón 6.


muestran que el hormigón 6 presenta una penetración del agua mayor del doble que la

del hormigón 4.


-224-

El coeficiente de difusión de cloruros (ver Tabla 5.4 y Figuras 5.10 y 5.12) es mayor en el

hormigón 6, aunque, en este caso, la diferencia no es tan elevada como en el ensayo

anterior. En cambio, los perfiles de la variación del porcentaje de cloruros respecto a la

profundidad son muy similares en ambos hormigones.

Lógicamente, con lo anteriormente descrito, los resultados del ensayo de carbonatación

acelerada reflejan que la profundidad máxima y media han sido mayores en el hormigón

6 como se ve claramente en las Figuras 5.23 y 5.32, aunque la velocidad de

carbonatación es prácticamente la misma en ambos. El que la carbonatación sea mayor

en el hormigón 6 podría deberse a que su porcentaje elevado de portlandita libre no se ha

combinado.

Por todo ello se puede concluir que el hormigón 4 es el que mejor comportamiento posee,

de los dos frente a la potencial de durabilidad, mientras que el hormigón 6 lo presenta

deficiente.


5.38, 5.44 y 5.46) muestran algunas diferencias entre ambos hormigones, que pueden

ayudar a entender su diferente comportamiento frente a los ensayos de durabilidad. El

volumen total de mercurio intruido es muy similar en ambos lo que indica una porosidad

total muy parecida. La diferencia se muestra en que:

• El diámetro promedio de poro es mayor en el hormigón 6, alcanzando un valor de

41,6 nm, frente a 30,5 nm del hormigón 4.

• La distribución porosa, es decir, el volumen macroporos y mesoporos es diferente

en ambos hormigones. El hormigón 4 presenta un mayor volumen de mesoporos

que el hormigón 6; el volumen de macroporos es mayor en el hormigón 6.

En el caso del hormigón 6, la distribución porosa por sí sola no justifica su

comportamiento frente a los ensayos de durabilidad, pero sí en gran medida. Posee un

volumen de macroporos elevado (casi el doble del hormigón 4) lo que justifica su mal

comportamiento frente a los ensayos de permeabilidad al agua bajo presión y

carbonatación acelerada, así como sus propiedades mecánicas, ligeramente inferiores. El

que el hormigón 6 se carbonate con más intensidad podría deberse también a su elevado

contenido de portlandita. El volumen de mesoporos del hormigón 6 no justifica del todo su


-225-

penetración del ión cloruro ya que debería de ser menor. A lo anterior hay que añadir que

las escorias, por su forma irregular, parece que suelen crear un peor sellado de los poros.


El hormigón 7 es el hormigón que emplea cemento blanco, BL II/A-L 42,5 R, y se

compara con el hormigón 4 de cemento portland, CEM I 42,5 R, con el fin de observar la

diferencias de comportamiento entre ambos hormigones autocompactantes.

Las dosificaciones propuestas (ver Tabla 3.2) para ambos hormigones son diferentes,

variando la cantidad de adición, aditivo y cemento y, por lo tanto, de agua.

La resistencia a compresión, a la edad de 91 días, es superior en el hormigón 4 respecto

al hormigón 7. La evolución de la misma ha sido diferente en ambos hormigones, ya que

a los 28 días prácticamente alcanza una resistencia similar, aunque sigue siendo

ligeramente superior en el hormigón 4.

El mecanismo de hidratación en ambos hormigones es diferente como se observa en la

Tabla 6.4. En el hormigón 4 la hidratación ha sido rápida y se ha producido a los 7 días

no variando posteriormente. En cambio, en el hormigón 7 el grado de hidratación ha sido

elevado a los 7 días, siendo muy parecido al del hormigón 4, y se ha seguido

desarrollando a lo largo del tiempo. Como ha ocurrido con el resto de los hormigones, un

posible motivo de estas diferencias, aparte del tipo de cemento que se emplea, es la

presencia del filler calizo ya que no afecta a ambos hormigones de la misma forma, dado

que si se observan las Figuras 4.27 y 4.34, se ha reducido el principio de fraguado en 40

minutos aproximadamente y en 60 minutos el fin del mismo para el caso del hormigón 4;

en cambio en el hormigón 7 no se ha producido ninguna reducción de tiempo en el

fraguado.

Como ya se ha explicado anteriormente, el cemento que se emplea en el hormigón 4

alcanza las resistencias inicialmente y se produce una rápida reacción a los 7 días

produciendo una elevada cantidad de gel CSH, y posteriormente se obtiene el mismo

grado de hidratación no variando su contenido de gel.


-226-


entre sí, porque a más gel CSH, más portlandita debe de haber. Además el hormigón 7

tiene una elevada cantidad de portlandita libre que no se ha combinado.

El gel CSH está relacionado con la resistencia a compresión. Si se comparan los

resultados del gel CSH con la resistencia a compresión en ambos hormigones, los

valores que se obtienen de resistencia a compresión en el hormigón 7 no son

concordantes con el contenido de gel CSH debido a que las resistencias deberían de ser

mayores.

Los valores obtenidos en la porosidad total (ver Tabla 5.6) son parecidos. El hormigón 4

presenta una porosidad de 11,9 y en el hormigón 7 es de 13,8.

Los resultados de los ensayos de penetración de agua bajo presión y CO2 reflejan que el

comportamiento del hormigón 4 es mejor respecto al del hormigón 7, pero el ensayo de

penetración del ión cloruro muestra un comportamiento similar en ambos hormigones.


reflejan que el hormigón 7 muestra una mayor penetración al agua que el hormigón 4.

El coeficiente de difusión de cloruros (ver Tabla 5.4 y Figuras 5.10 y 5.13) es

prácticamente igual en ambos hormigones, aunque sus perfiles de la variación del

porcentaje de cloruros respecto a la profundidad difieren.

Por último, los resultados del ensayo de carbonatación acelerada muestran que la

profundidad máxima y media han sido mayor en el hormigón 7 como se ve claramente en

las Figuras 5.23 y 5.32, e incluso la velocidad de carbonatación también es mayor en el

hormigón 7, siendo casi el doble de la velocidad del hormigón 4. Es coherente que la

carbonatación sea elevada en el hormigón 7 dado que tiene una cantidad elevada de

portlandita libre.

Por todo ello se puede concluir que el hormigón 4 es el que mejor comportamiento frente

a la potencial de durabilidad presenta, y el hormigón 7 la presenta deficiente,

especialmente frente a la penetración de algunos agentes agresivos.


5.39, 5.44 y 5.47) muestran algunas diferencias entre ambos, que pueden ayudar a


-227-

entender su diferente comportamiento frente a los ensayos de durabilidad. El volumen

total de mercurio intruido es similar en ambos lo que indica una porosidad total parecida.

Las diferencias se encuentran en que:

• El diámetro promedio de poro es mayor en el hormigón 7 alcanzando un valor de

38,3 nm, respecto al hormigón 4 (30,5 nm).

• La distribución porosa, es decir, el volumen de macroporos y mesoporos es

diferente en ambos hormigones. El hormigón 4 presenta un mayor volumen de

mesoporos que el hormigón 7, y el volumen de macroporos es mayor en el

hormigón 7 llegando incluso a ser el doble del volumen de macroporos del

hormigón 4.

En el caso del hormigón 7, la distribución porosa podría justificar, en parte, su

comportamiento frente a los ensayos de durabilidad. Posee un volumen de macroporos

elevado (el doble del hormigón 4) lo que justifica su mal comportamiento frente a los

ensayos de permeabilidad al agua bajo presión y carbonatación acelerada, así como sus

propiedades mecánicas, ligeramente inferiores. Pero el que el hormigón 7 se carbonate

más podría ser debido no solamente a su volumen de macroporos sino también a su

contenido de portlandita libre.

En el hormigón 4 su distribución porosa por sí sola no justifica su comportamiento frente a

la penetración del ión cloruro porque tiene un elevado volumen de mesoporos, por lo que

su coeficiente de difusión debería ser mayor del que presenta en comparación con el

hormigón 7.

6.4.4.7. Resumen

En general se puede decir que todos los hormigones autocompactantes presentan un

buen comportamiento frente a durabilidad excepto los hormigones 6 y 7, que son los

hormigones que reflejan una mayor penetración del agua y del CO2 y, en el caso del

hormigón 6 que también presenta un coeficiente de difusión de cloruros elevado.

El hormigón 1 es el que presenta un comportamiento muy bueno frente a durabilidad ya

que los resultados reflejan que es un hormigón resistente, poco poroso e impermeable

ante la entrada de agentes agresivos. El empleo de la ceniza volante como adición

permite mejorar notablemente sus propiedades mecánicas. Estos resultados corroboran


-228-

que la ceniza volante crea centros de nucleación en los poros aumentando la compacidad

de la matriz y dificultando la entrada del agua, ión cloruro y CO2, es decir, de los agentes

agresivos.

El resto de los hormigones, cuya adición es el filler calizo, presentan unas propiedades

mecánicas y un comportamiento frente a durabilidad similares pero con notables

diferencias en su microestructura y en sus procesos de hidratación. Además estos

hormigones presentan diferencias significativas con respecto al hormigón con adición de

ceniza volante (hormigón 1).

En general, se ha obtenido una porosidad parecida en los hormigones con filler calizo,

situándose en un rango de 11,2 a 13,8%, siendo el hormigón 7 el que mayor porosidad

presenta. Sin embargo, en el diámetro promedio de poro existe una mayor dispersión de

los resultados variando entre 29,8 nm y 41,6 nm, siendo el hormigón 8 el de mayor

diámetro promedio. Así mismo, también existen diferencias notables en la profundidad

media de penetración de agua situándose entre 13,7 mm y 31 mm, lo que demuestra que

el diámetro promedio de poro no solamente es el único parámetro que influye sobre la

misma, sino que también la porosidad y el volumen de macroporos pueden influir en ella.

Tampoco se ha observado una relación muy clara entre la penetración al agua bajo

presión y la resistencia a compresión aunque la tendencia indica a generalizar que la

penetración de agua disminuye con el aumento de la resistencia a compresión. Los

hormigones 6 y 7 son los que presentan una mayor penetración de agua y además son

los hormigones cuyas resistencias a compresión son ligeramente inferiores al resto.

Se puede establecer además una relación entre la resistencia a compresión y la

permeabilidad al agua con la distribución porosa, en concreto, con el volumen de

macroporos ya que éstos afectan a dichos valores. Como se observa en la Tabla 5.6, los

hormigones que presentan un mayor volumen de macroporos son los hormigones 2, 6, 7

y 8, que a su vez son los que tienen un mayor diámetro promedio de poro y una

porosidad elevada en comparación con el resto, a excepción del hormigón 6, cuya

porosidad es de las más bajas.

Los hormigones 6 y 7 tienen una resistencia a compresión más baja en comparación con

el resto y puede deberse a su elevado volumen de macroporos; en cambio, los valores de

la resistencia a compresión en los hormigones 2 y 8 no se ven tan afectados por los

mismos, lo que parece indicar que las adiciones activas, ceniza volante y puzolana


-229-

respectivamente, que tienen los cementos que se emplean en cada uno de los

hormigones tienen una influencia notable en dicho parámetro.

Lo mismo ocurre con la penetración máxima de agua ya que los hormigones 6 y 7 son los

que tienen la mayor penetración en comparación con el resto. En cambio, los hormigones

2 y 8 tienen una penetración similar al resto de ellos. Este hecho podría deberse a que

existe una mayor conexión entre los macroporos de los hormigones 6 y 7. En cambio, en

los hormigones 2 y 8, el elevado volumen de los mismos no afecta a la penetración del

agua bajo presión, lo que parece indicar que existe una menor conexión de los mismos.

Por lo tanto, se puede decir que las propiedades mecánicas y el comportamiento frente a

la penetración de agua en los hormigones 2 y 8 no se ven afectadas por su distribución

porosa, pero en los hormigones 6 y 7 ocurre lo contrario.

En cuanto al ensayo de penetración del ión cloruro, también existen diferencias

significativas en los hormigones con adición de filler calizo, variando el coeficiente

efectivo de 1,95 a 3,60 x10-8 mm2/s. El menor y mayor valor lo presentan los hormigones

8 y 6, respectivamente.

Se puede establecer una relación entre la penetración del ión cloruro con la distribución

porosa, y volumen de mesoporos del hormigón, aunque no es el único factor que influye

en la misma. Los hormigones que presentan una mayor penetración de dicho ión son los

hormigones 6, 5, 4 y 7. En el caso de los tres últimos hormigones, presentan, a su vez, un

elevado volumen de mesoporos, por lo que su comportamiento frente a la penetración del

ión cloruro se puede ver afectado por su distribución porosa. En cambio, en el caso del

hormigón 6 la distribución porosa no afecta a su comportamiento frente a la penetración

de cloruros, porque, aunque tienen un coeficiente efectivo mayor, su volumen de

mesoporos es de los más bajos en comparación con el resto de los hormigones, lo que

parece indicar que existe una mayor conexión de los poros respecto al resto de los

hormigones. Hay que destacar que los coeficientes de transporte del ión cloruro de los

hormigones 2 y 3 son de los más bajos en comparación con el resto, pero en cambio el

volumen de mesoporos que presentan es elevado, asemejándose al de los hormigones 5

y 7, por lo que dicho parámetro no se ve afectado por la distribución porosa en estos dos

hormigones, lo que parece indicar que la adición activa de ceniza volante, que tienen los

cementos que se emplean en cada uno de los hormigones, tienen una influencia notable

en dicho parámetro.


-230-

A la vista de lo anteriormente expuesto, la penetración del ión cloruro es muy

dependiente del tipo de cemento y adición que se emplee en el hormigón

autocompactante además de la microestructura que presente el mismo. De Shutter et al.

(2007) confirman que la difusión de cloruros está influenciada principalmente por estos

factores.

Respecto al ensayo de carbonatación acelerada también existen diferencias en la

profundidad media carbonatada entre los hormigones con adición de filler calizo donde

los hormigones 6, 7 y 8 son los que más se carbonatan. Al igual que los parámetros de

resistencia a compresión y permeabilidad al agua bajo presión, se puede establecer una

relación entre la distribución porosa, volumen de macroporos, con la profundidad de

carbonatación, aunque no es el único factor que afecta a dicho parámetro. Los

hormigones 6, 7 y 8 son los que presentan una mayor carbonatación en comparación con

el resto y puede deberse a su distribución porosa porque son los que presentan un mayor

volumen de macroporos, por lo que dicho parámetro se puede ver afectado por la

distribución porosa del hormigón. En cambio, aunque el hormigón 2 tiene un elevado

volumen de macroporos, su comportamiento frente a la penetración del CO2 no se ve

afectada por su distribución porosa.

Además también se puede establecer una relación entre la profundidad de carbonatación

con la cantidad de portlandita, es decir, a mayor contenido de portlandita libre, más se

carbonatará el hormigón. Los hormigones que presentan un mayor porcentaje de

portlandita son los hormigones 6, 7, 3 y 8. Los hormigones 6, 7 y 8 son lo que tienen una

mayor carbonatación como ya se ha visto antes y a su vez son los que tienen un mayor

contenido de portlandita y volumen de macroporos, por lo que, ambos factores pueden

afectar a dicho parámetro. En cambio, la cantidad elevada en comparación con el resto

de los hormigones que tiene el hormigón 3 no afecta a la profundidad de carbonatación

de dicho hormigón.

Por lo tanto, se puede decir que en la profundidad de carbonatación, la distribución

porosa y el contenido de portlandita no son los únicos factores que influyen sobre la

misma. Aunque en investigaciones realizadas (Audenaert, 2006; De Schutter et al., 2007)

se afirma que un mayor contenido de portlandita y del CSH reducen el riesgo de

carbonatación en el hormigón. Conviene señalar que el contenido de portlandita no se ha

calculado de igual manera en ambos casos, por lo que puede haber diferencias en cuanto

a los resultados.


-231-

Además, en el ensayo de carbonatación también existen diferencias considerables en

cuanto a la velocidad de carbonatación. Al igual que la penetración media y máxima de

carbonatación, se puede establecer una relación entre la velocidad de carbonatación y la

estructura porosa, en concreto, con la porosidad. Los hormigones que presentan una

mayor velocidad son los 2, 5, 7 y 8, y puede deberse a la porosidad porque son los

hormigones que presentan un mayor valor de la misma. Por lo tanto se puede decir que,

la velocidad de carbonatación está influenciada notablemente por la porosidad total del

hormigón. En la bibliografía (De Schutter et al., 2007) se confirma que la velocidad de

carbonatación está influencia principalmente por la porosidad, entre otros factores.

Los resultados obtenidos indican claramente que todos los parámetros estudiados están

relacionados y existe una conexión clara entre los valores extremos, pero pequeñas

variaciones de los mismos no afectan del mismo modo a todos ellos.

De la revisión bibliográfica que se ha realizado sobre durabilidad no se puede realizar una

comparación de los resultados obtenidos porque la composición de los hormigones, la

realización de los ensayos y el tratamiento de las muestras son diferentes, por lo que no

es factible realizar una analogía.

CAPÍTULO 7 CONCLUSIONES Y FUTURAS

LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN


-235-

7.1. INTRODUCCIÓN

En este capítulo se exponen las conclusiones obtenidas en la investigación realizada

correspondientes a la caracterización de morteros (7.2.1), pastas de cemento (7.2.2) y

hormigones autocompactantes (7.2.3). Posteriormente se proponen posibles futuras

líneas de investigación (7.3).

7.2. INTRODUCTION

This chapter includes the conclusions obtained from the characterisation of the mortars

(7.2.1), the cement paste (7.2.2) and the self-compacting concrete (7.2.3). The last

section corresponds to the proposed future research areas (7.3).

7.3. CONCLUSIONES

De los resultados obtenidos se pueden extraer las siguientes conclusiones:

Capítulo 7. Conclusiones y futuras líneas de investigación.

-236-

7.3.1. Morteros

• Es necesario modificar ligeramente la norma UNE-EN 196-1:2005 de morteros de

cementos convencionales para la fabricación y caracterización de morteros con

cementos especiales, pero solamente en el aspecto de la composición del

mortero, no en el proceso de fabricación.

• Se obtienen valores adecuados en las propiedades mecánicas de los morteros

confeccionados con los cementos especiales, según los valores prescritos en la

Instrucción RC-08.

• Si se usa la ceniza volante como adición se consigue una mejora de las

propiedades mecánicas obteniéndose un cemento de resistencia superior.

• Con los cementos con adición de filler calizo se obtiene una resistencia próxima al

menor valor estipulado por la Instrucción RC-08.

7.3.2. Pastas

• Es necesario modificar las prescripciones de la norma UNE-EN 196-3:2005 de

cementos convencionales para el ensayo de consistencia normal de cementos

especiales introduciendo dos modificaciones en cuanto a la composición de la

pasta.

• De los resultados del agua de consistencia normal se refleja que se produce una

disminución de la misma cuando el cemento lleva incorporada la adición de filler

calizo y, esa disminución es mayor si emplea ceniza volante como adición.

• Los cementos especiales cumplen con holgura las prescripciones establecidas en

la Instrucción RC-08 respecto al principio y fin de fraguado y estabilidad de

volumen.

• Se produce una reducción del tiempo de principio y fin de fraguado, en la mayoría

de los casos, cuando se emplea adición de filler calizo, situándose dicha

reducción entre 45 y 60 minutos respecto al tiempo de principio y fin de fraguado

del cemento sin adición. En el caso del cemento CEM II/A-S 42,5 N sólo se

produce una reducción de 20 minutos en el tiempo de fin de fraguado. En el caso

de los cementos con adición incorporada de puzolana y filler calizo no se produce


-237-

dicha reducción del tiempo de fraguado ante la presencia del filler calizo como

adición.

• La presencia de ceniza volante como adición no reduce el tiempo de principio y fin

de fraguado respecto al cemento sin adición.

7.3.3. Hormigones autocompactantes

• Conviene realizar pruebas de compatibilidad entre el cemento y el aditivo para

elegir el óptimo para cada cemento empleado.

• Un contenido elevado de superplastificante, superior al 2% en peso de cemento,

puede resultar perjudicial, produciendo una rápida pérdida de fluidez en el

hormigón, e incluso segregación.

• Es posible obtener hormigones autocompactantes de resistencias medias usando

los cementos convencionales cuya clase resistente sea de 42,5, empleando un

contenido de cemento de 350 kg/m3. En algunos casos, es posible reducir esta

cantidad y en otros, como ocurre con los cementos cuya adición es de filler calizo,

es necesario aumentar la dosificación a 375 kg/m3 de hormigón.

• No es factible obtener hormigones autocompactantes de resistencias medias

usando cementos convencionales cuya clase resistente sea 32,5 empleando un

contenido de cemento menor a 400 kg/m3 de hormigón.

• Los resultados obtenidos muestran un comportamiento análogo del módulo de

elasticidad a compresión y de la resistencia a tracción indirecta con la resistencia

a compresión.

• El modelo teórico de cálculo del módulo de elasticidad de la Instrucción EHE-08

sobrevalora dicho valor respecto al obtenido experimentalmente entre un 2,5% y

un 21%, dependiendo del tipo de hormigón autocompactante.

• El modelo teórico de cálculo de la resistencia a tracción indirecta de la Instrucción

EHE-08 hace una estimación baja de dicho valor respecto al obtenido

experimentalmente entre un 3% y un 22,5%, dependiendo del tipo de hormigón

autocompactante.

• Los resultados obtenidos en el ensayo de retracción reflejan que el tipo de adición

que se emplea en el cemento influye notablemente en las deformaciones a largo

plazo siendo superiores con las escorias que con el filler calizo. Pero además


-238-

también se desprende que la resistencia a compresión, el volumen de pasta y la

cantidad de cemento influyen en la retracción pero de manera opuesta.

• En general, los modelos de cálculo de retracción de hormigones convencionales

sobrestiman las deformaciones, aunque no en todos los casos, por lo que estos

modelos no son del todo válidos para los hormigones autocompactantes. Los

modelos EHE-98 y CEB-FIP 90 son los que proporcionan adecuadas

estimaciones dependiendo del tipo de hormigón.

• Los resultados obtenidos muestran que las deformaciones por fluencia dependen

notablemente de la tensión aplicada y de la cantidad de adición, en este caso,

filler calizo. Pero existen otros factores que influyen como la resistencia a

compresión, el volumen de pasta y el tipo de adición que se emplee.

• En general, los modelos de cálculo de fluencia de hormigones convencionales

hacen una estimación a la baja de la deformación y coeficiente de fluencia. El

mejor modelo de cálculo para dichos parámetros es CEB-FIP 90, pero no en todos

los casos ya que, a veces, sólo da una estimación adecuada en las primeras

edades. En algún caso, el modelo de la EHE 98 era aceptable. Por lo tanto, los

modelos de cálculo de fluencia de hormigones convencionales no son

directamente aplicables a los autocompactantes.

• Cuando se utiliza como adición la ceniza volante en el hormigón se obtiene una

mejora en las características mecánicas, en la disminución de la porosidad, de la

profundidad de penetración del agua y del CO2, así como en el coeficiente de

difusión del ión cloruro, con respecto al empleo de adición de filler calizo, es decir,

el uso de la ceniza volante como adición mejora las propiedades mecánicas y su

comportamiento frente a durabilidad dificultando la entrada de los agentes

agresivos debido al aumento de la compacidad de la matriz por los posibles

centros de nucleación creados por la ceniza volante.

• Cuando se emplea el filler calizo como adición, se obtienen hormigones

autocompactantes con similares propiedades mecánicas y un buen

comportamiento frente a durabilidad pero con importantes diferencias en su

microestructura y mecanismos de hidratación, aunque la porosidad total no

presenta una gran dispersión entre ellos.

• Los resultados de los ensayos de durabilidad reflejan que cuando se emplean

cementos cuya adición sea escoria o filler calizo se obtienen hormigones

autocompactantes cuyo comportamiento frente a durabilidad no es adecuado.


-239-

• La presencia de un alto contenido de filler calizo como adición, en algunos casos,

podría acelerar y modificar los procesos de hidratación siendo diferentes en cada

caso ya que dependen fundamentalmente del tipo de cemento y adición que se

emplee y de cómo interactúen.

• El parámetro de porosidad por sí solo no permite diferenciar el comportamiento de

los hormigones a excepción de que existan diferencias significativas como en el

caso del hormigón 1. Sin embargo, el diámetro de poro promedio y la distribución

porosa son más significativas respecto al comportamiento de mecanismos de

transporte.

• De los resultados del ensayo de penetración de agua bajo presión se desprende

que existe una tendencia generalizada a que la resistencia a compresión sea

tanto menor cuanto mayor sea la profundidad de ésta.

• En general se puede establecer una relación entre la penetración al agua bajo

presión y la resistencia a compresión con la microestructura (volumen de

macroporos), pero los resultados han demostrado que existen otros factores que

influyen como el tipo de cemento, el diámetro promedio de poro o la porosidad

total.

• Los resultados de penetración de ión cloruro muestran que no solamente influye

en ellos la distribución porosa (volumen de mesoporos) sino que demuestran una

dependencia con el tipo de cemento y adición.

• Los ensayos de carbonatación acelerada reflejan que la profundidad de

carbonatación no sólo depende de la distribución porosa (volumen de

macroporos) y de la cantidad de portlandita, estando la velocidad de

carbonatación principalmente influenciada por la porosidad.

• En los hormigones autocompactantes cuyo cemento lleve incorporado adiciones

activas, ceniza volante o puzolana, sus propiedades mecánicas y comportamiento

frente a durabilidad no se ven afectadas por su distribución porosa. Los resultados

parecen indicar la influencia de dicha adición del cemento en el comportamiento

del hormigón.

• El hormigón fabricado con un cemento tipo CEM II/A-S 42,5 N, posee una

porosidad similar a la de los fabricados con los otros tipos de cementos de igual

resistencia, pero con un radio promedio de poro mayor y un volumen elevado de

macroporos, de aquí su peor comportamiento frente a la penetración del agua y

CO2. En cambio, presenta un volumen menor de mesoporos en comparación con


-240-

el resto y su difusión del ión cloruro es elevada. Este hecho puede justificarse por

la forma irregular de las escorias, que da lugar a un peor sellado de los poros.

Todo ello pone de manifiesto que el comportamiento frente a la penetración al agua a

presión, ión cloruro y CO2 de los hormigones autocompactantes está determinado no sólo

por la dosificación del hormigón, que afecta a las propiedades reológicas y mecánicas, y

su distribución porosa, sino que depende también entre otros factores de la porosidad

total, tipo de cemento y de la adición del mismo, diámetro promedio de poro o

mecanismos de hidratación.

7.4. CONCLUSIONS

From the results obtained, the following conclusions have been established:

7.4.1. Mortars

• It is necessary to slightly modify the standard UNE-EN 196-1:2005 for

characterisation and fabrication of conventional mortars, but only the aspect

regarding the composition of the mortar, not the fabrication process.

• Adequate results are obtained for the mechanical properties of mortars made with

special cements. These were in accordance with the values prescribed in the RC-

08 Instruction.

• The mortar specimens with fly ash addition show improved mechanical properties

and higher strength.

• The compression strength of the specimens with limestone filler was close to the

lower boundary value indicated in the RC-08 Spanish Instruction.

7.4.2. Pastes

• It is necessary to modify the normal consistency test of the standard UNE-EN 196-

3:2005 for conventional cement, for its applicability with special cements. These

changes include two modifications regarding the composition of the paste.


-241-

• From the water results of the normal consistency test it was observed that there is

a reduction in water when the cement includes limestone filler. This reduction is

higher if fly ash is used as addition.

• The special cements comply with the recommendations of the RC-08 Spanish

Instruction regarding the initial and final setting time, and volume stability.

• In most cases, when limestone filler is used, there is a reduction in the initial and

final setting time for the paste specimens. This reduction is between 45 and 60

minutes for the initial setting and final setting time for the specimens with cements

without additions. In the case of cement CEM II/A-S 42.5 N, only a reduction of 20

minutes in the final setting time is produced. In the case of cements with puzolans

and limestone filler, this reduction in setting time does not occur, due to the

presence of the limestone filler.

• The presence of fly ash as addition did not reduce the initial and final setting time

in comparison with the cements with no additions.

7.4.3. Self-compacting concretes

• In order to select the appropriate additive for each cement type it is recommended

that prior compatibility tests be perforned.

• A high superplasticiser content, in escess of 2% of the cement weight, may have

negative effects, such as quick fluidity loss of the concrete and segregation.

• It is possible to obtain normal strength self-compacting concretes using

conventional 42.5 type cement, and a cement content of 350 kg/m3. In some cases

it is possible to reduce slightly the cement content, and in other cases, when

limestone filler was used, it is necessary to increase the cement content to 375

kg/m3.

• It is not possible to obtain normal strength self-compacting concretes using 400

kg/m3 conventional 32.5 type cement.

• The obtained results show similar behaviour between the modulus of elasticity and

compression, and between the indirect tensile strength to the compression

strength.


-242-

• The theoretical estimating model of the EHE-08 Spanish Instruction for the

modulus of elasticity overestimates the obtained experimental values by between

2.5% and 21%, depending on the type of self-compacting concrete.

• The theoretical estimating model of the EHE-08 Spanish Instruction for the tensile

strength underestimates the obtained experimental values between 3% and

22.5%, depending on the type of self-compacting concrete.

• The shrinkage test results show that the type of addition used substantially affects

long term deformations of the concrete. Shrinkage is higher for the self-compacting

mixtures with slag than for the mixtures with limestone filler. It is also observed that

the compression strength, the paste volume and the cement content affect

shrinkage in contrasting ways.

• In general, the shrinkage estimating models for conventional concrete

overestimate the deformations, though there are exceptions. The EHE-08 and

CEB-FIP 90 models provide adequate results depending on the concrete type, and

therefore, they are not fully applicable to self-compacting concrete.

• The obtained results show that the creep deformations depend mainly on the

applied force and addition content. In this case only limestone filler is used. Other

factors, such as compression strength, paste volume and type of addition used,

also affect the creep deformations.

• In general, the creep estimating models of conventional concrete underestimate

the creep deformation and creep coefficient of self-compacting concrete. In most

cases, the best model in estimating the creep was the CEB-FIP 90; however, in

some cases, the estimation value was only adequate at early ages. For a few

cases, the EHE 98 produces acceptable results. It is concluded that the creep

estimating models of conventional concrete are not directly applicable to self-

compacting concrete.

• The use of fly ash in the concrete improves its durability. This is reflected by a

decrease in porosity, water and CO2 penetration depths, and the chloride ions

diffusion coefficient, in comparison with the concrete with limestone filler.

• When limestone filler is used as addition, the obtained self-compacting concrete

has similar mechanical and durability characteristics, but with important differences

in its microstructure and the hydration mechanism. However, the total porosity

results do not show high dispersion between the results.


-243-

• The durability test results show that when cements with slag or limestone filler are

used, the durability properties of these self-compacting concretes are not

adequate.

• In some case, high limestone filler content accelerates and modifies the hydration

process. These processes depend on the cement and addition type, and therefore

may vary.

• Porosity in itself cannot be used to differentiate between the durability

characteristics of the different concrete specimens, except in the case of

significant differences, such as in concrete specimen nº 1. However, the mean

pore diameter and the pore size distribution are more significant regarding the

behaviour of the transport mechanisms.

• The water penetration tests show that as the concrete strength decreases the

water penetration depth increases.

• In general, a relationship can be established between the water penetration and

the compression strength, with the microstructure (macropore volume), but the

results show that there are other factors that influence this relationship, such as

the cement type, the mean pore diameter and the total porosity.

• The chloride penetration results show that the pore distribution is not the only

factor affecting this process, and that the type of cement and addition also

influence the results.

• The results of the accelerate carbonation test show that the carbonation depth

does not depend only on the pore distribution and the calcium hydroxide content,

but that the carbonating velocity is mainly influenced by the porosity.

• The mechanical properties and durability behaviour of self-compacting concretes

with cements that include active additions, such as fly ash and puzolans, do not

seem to be affected by its pore distribution.

• Concrete made with cement type CEM II/A-S 42.5 N, shows similar porosity to

concrete made with other types of cement, but of equal strength, though with a

higher mean pore diameter and higher macropore volume. This justifies the poorer

results for the water and CO2 penetration tests. However, the lower volume in the

mesopore range justifies the high chloride penetration test results. This can be

explained by the irregular shape of the slag, which provides a poorer sealing of the

pores.


-244-

These results show that the concrete behaviour due to water penetration, chloride and

CO2 penetration, in self-compacting concretes is affected not only by the dosifications of

the mixture, that affect its rheological and mechanical properties, and pore distribution, but

also, (among many other factors) the total porosity, type of cement and addition, mean

pore diameter or hydration mechanisms.

7.5. FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

Aunque la aparición del hormigón autocompactante es relativamente nueva, se han

dedicado importantes esfuerzos a su investigación con la finalidad de alcanzar un mejor

conocimiento de los mismos; sin embargo, aún existen numerosos temas por investigar y

desarrollar con mayor detalle.

Como posibles líneas de investigación futuras cabe destacar las siguientes:

• Estudiar la reología de las pastas de los cementos especiales, es decir, sin la

presencia del aditivo mediante el empleo de un reómetro.

• Estudiar con mayor profundidad la velocidad de hidratación, así como de sus

productos del conjunto de cemento-adición-aditivo en los diferentes hormigones

autocompactantes del estudio.

• Desarrollar modelos analítico-numéricos de la evolución de los productos de

hidratación.

• Analizar las deformaciones a largo plazo del resto de los hormigones

autocompactantes que no se han estudiado por problemas técnicos.

• Estudiar la durabilidad de los mismos hormigones autocompactantes frente a otros

ensayos como hielo-deshielo y ataque de ácidos y de sulfatos. Además, comparar

los diferentes comportamientos y establecer una relación de los mismos con la

distribución porosa y analizar su influencia.

• Estudiar la adherencia entre la armadura y el hormigón autocompactante

mediante la realización de ensayos “pull-out” y “beam-test” considerando

diferentes tipos de hormigones y estableciendo la diferencia de comportamiento si

es que la hay.

• Estudiar el comportamiento, tanto en fresco como endurecido, del hormigón

autocompactante al cual se le hayan adicionado fibras de acero o fibras plásticas.

CAPÍTULO 8 REFERENCIAS Y NORMAS


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(AENOR).


-264-

UNE 112011 (1994). Corrosión en armaduras. Determinación de la profundidad de

carbonatación en hormigones endurecidos y puestos en servicio. Asociación Española de

Normalización y Certificación (AENOR).

UNI 11040 (2003). Especificaciones, características y control.

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UNI 11042 (2003). Determinación del tiempo de flujo en embudo.

UNI 11043 (2003). Determinación del escurrimiento por confinamiento en un recipiente en

L.

ANEJO 1 RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE HORMIGÓN FRESCO DE LAS

DOSIFICACIONES DE PRUEBA CON LOS CEMENTOS

ESTUDIADOS


-267-

CEMENTO: I 42,5 R/SR

ADICIÓN: CENIZA VOLANTE

Anejo 1. Resultados de los ensayos de hormigón fresco de las dosificaciones de prueba con los cementos estudiado.

-268-

PRUEBA. TIPO DE CEMENTO: I 42,5 R/SR TIPO DE ADICIÓN: CENIZA VOLANTE

AMASADA DISEÑO TEÓRICO

MEZCLA DE LAB.

ENSAYOS HORMIGÓN FRESCO

EXTENSIÓN DE FLUJO

Cemento 250 kg 11,770 kg Tiempo Diam 1 Diam 2 Media

Adición 142,14 kg 6,690 kg 2 s 65 cm 68 cm 66,5 cm

Agua 137,5 kg 4,090 kg OK OK

Arena 960 kg 47,665 kg

Grava 695 kg 32,720 kg EMBUDO

Aditivo 3,875 kg 0,182 kg Tiempo

(Viscocrete 3425) (1,55%) (1,55%) 9,5 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)

Humedad Arena 5 % CAJA EN L

T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0,55 9 s 15 cm 6 cm 0,4

NO

Módulo Granulométrico: Arena 3,70 3,70

Módulo Granulométrico: Grava 6,73 6,73

VÁLIDA: NO.


-269-

PRUEBA 1. TIPO DE CEMENTO: I 42,5 R/SR TIPO DE ADICIÓN: CENIZA VOLANTE


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO


Adición 170,56 kg 7,820 kg 2,8 s 70 cm 70 cm 70 cm

Agua 165 kg 5,350 kg OK OK




(Viscocrete 3425) (1,10%) (1,10%) 4,5 s

Aditivo 0 % 0 %

NO

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0,55 6 s 9 cm 9 cm 1

NO



VÁLIDA: NO. Muy fluida.


-270-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO


Adición 219 kg 9,790 kg

Agua 192,5 kg 6,350 kg




(Viscocrete 3425) (1,10%) (1,10%)

Aditivo 0 % 0 %

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0,55



VÁLIDA: NO. Muy fluida.


-271-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (0,61%) (0,61%) 2,5 s

Aditivo 0 % 0 %

NO

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0,55 1,5 s 11,5 cm 6,5 cm 0,56

NO



VÁLIDA: NO.


-272-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO


Adición 133,06 kg 6,100 kg 1,5 s 73 cm 70 cm 71,5 cm





(Viscocrete 3425) (1,75%) (1,75%) 1 min 20 s

Aditivo 0 % 0 %

NO

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0,50



VÁLIDA: NO. Falta de finos, poco fluida y hay segregación.


-273-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO


Adición 200 kg 6,490 kg 2,5 s 76 cm 74 cm 75 cm





(Viscocrete 3425) (1,65%) (1,65%) 9 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0,50 5,8 s 11 cm 8,2 cm 0,75

OK



VÁLIDA: SI.


-274-

CEMENTO: CEM II/A-V 42,5 N

ADICIÓN: FILLER CALIZO


-275-

PRUEBA. TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-V 42,5 N TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO


Adición 200 kg 8,360 kg 2 s 67 cm 67 cm 67 cm





(Viscocrete 3425) (1,17%) (1,17%) 7 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0,55 4,5 s 13 cm 6,5 cm 0,50

NO



VÁLIDA: NO.


-276-

PRUEBA 1. TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-V 42,5 N TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (1,21%) (1,21%) 9 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0,50 4 s 11 cm 7 cm 0,64

OK



VÁLIDA: NO. Se hicieron probetas de esta amasada y las resistencias que se obtuvieron fueron bajas.


-277-

PRUEBA 2. TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-V 42,5 N TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO


Adición 200 kg 9,170 kg 4 s 70 cm 71 cm 70,5 cm





(Viscocrete 3425) (1,30%) (1,30%) 6 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0,50 3 s 10 cm 8 cm 0,80

OK



VÁLIDA: SI.


-278-

CEMENTO: CEM II/A-V 42,5 R



-279-

PRUEBA. TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-V 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO



Agua 150 kg 5,015 kg OK NO

Arena 960 kg 46 kg



(Viscocrete 3425) (1,02%) (1,02%) 6 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0,50 3 s 14 cm 7 cm 0,50

NO



VÁLIDA: NO.


-280-

PRUEBA 1. TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-V 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (1,31%) (1,31%) 6 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0,50 3,5 s 12,5 cm 7 cm 0,56

NO



VÁLIDA: NO.


-281-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (2,18%) (2,18%) 11 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,45 0,45 8 s 13 cm 7 cm 0,54

NO



VÁLIDA: NO.


-282-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (2,52%) (2,52%) 29 s

Aditivo 0 % 0 %

NO

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,45 0,45 14 s 20,5 cm 4,5 cm 0,22

NO



VÁLIDA: NO. Hay segregación.


-283-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO



Agua 135 kg 3,895 kg




(Viscocrete 3425) (2,40%) (2,40%)

Aditivo 0 % 0 %

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,45 0,45



VÁLIDA: NO. Ha endurecido rápidamente. Hay segregación. Falta fluidez.


-284-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO


Adición 200 kg 9,055 kg 6 s 55,5 cm 55,5 cm 55,5 cm

Agua 162,50 kg 5,545 kg OK NO




(Viscocrete 3425) (1,73%) (1,73%) 16,5 s

Aditivo 0 % 0 %

NO

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0,50 8 s 22 cm 4 cm 0,18

NO



VÁLIDA: NO. Falta fluidez.


-285-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO


Adición 200 kg 9,055 kg 3 s 70 cm 68,5 cm 69,25 cm





(Viscocrete 3425) (2%) (2%) 10 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0,50 6 s 19,5 cm 5 cm 0,26

NO



VÁLIDA: NO. Falta algo de fluidez.


-286-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (1,80%) (1,80%) 9 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0,50 14 cm 6,5 cm 0,46

NO



VÁLIDA: NO. Falta algo de fluidez.


-287-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (2%) (2%) 9 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0,50 6 s 10,5 cm 7,5 cm 0,71

OK



VÁLIDA: SÍ.


-288-

CEMENTO: CEM I 42,5 R



-289-

PRUEBA. TIPO DE CEMENTO: CEM I 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (2,61%) (2,61%)

Aditivo 0 % 0 %

(Stabilizer 229)

Humedad Arena 5,3 % CAJA EN L

T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0,55 35 s



VÁLIDA: NO. Falta fluidez. Existe bloqueo.


-290-

PRUEBA 1. TIPO DE CEMENTO: CEM I 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (2,50%) (2,50%)

Aditivo 0 % 0 %

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0,55 9 s 27 cm 5 cm 0,18

NO



VÁLIDA: NO. Muy fluida. Se bloquea menos.


-291-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (1,55%) (1,55%) 6,5 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0,55 4,5 s 10 cm 7 cm 0,70

OK



VÁLIDA: NO. De esta amasada se hicieron probetas y no se obtuvo la resistencia necesaria.


-292-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (1,93%) (1,93%) 9,5 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0,50 4 s 12 cm 7,5 cm 0,625

JUSTO



VÁLIDA: Puede valer, se pretende que sea algo más fluida.


-293-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (2,12%) (2,12%) 12 s

Aditivo 0 % 0 %

JUSTO

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0,50 7 s 23 cm 5 cm 0,22

NO





-294-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO



Agua 150 kg 4,560 kg




(Viscocrete 3425) (3,45%) (3,45%)

Aditivo 0 % 0 %

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0,50



VÁLIDA: NO. Muy seco, hay segregación.


-295-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (3,45%) (3,45%) 2 min 30 s

Aditivo 0 % 0 %

NO

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0,50



VÁLIDA: NO. Segregación, bloqueo y falta de fluidez.


-296-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO


Adición 200 kg 9,055 kg 2,5 s 63 cm 62 cm 62,5 cm





(Viscocrete 3425) (2%) (2%) 9,5 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0,55 2,5 s 21,5 cm 7 cm 0,32

NO



VÁLIDA: NO. Falta de fluidez.


-297-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (2,43%) (2,43%)

Aditivo 0 % 0 %

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0,55 15 s 30 cm 3 cm 0,10

NO





-298-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (2%) (2%)

Aditivo 0 % 0 %

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0,55 35 s 38,5 cm 1,5 cm 0,039

NO





-299-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (2%) (2%)

Aditivo 0 % 0 %

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0,55 10,5 s 27,5 cm 2,5 cm 0,091

NO





-300-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO


Adición 200 kg 5,190 kg 3 s 66,5 cm 63,5 cm 65 cm





(Viscocrete 3425) (2,10%) (2,10%) 14 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0,55 3 s 12 cm 7,5 cm 0,63

JUSTO



VÁLIDA: OK.


-301-




-302-

PRUEBA. TIPO DE CEMENTO: I 42,5 R/SR TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (1,55%) (1,55%) 5,1 s

Aditivo 0 % 0 %

JUSTO

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0,55 4,5 s 8 cm 7,5 cm 0,94

OK



VÁLIDA: NO. Menos fluida.


-303-

PRUEBA 1. TIPO DE CEMENTO: I 42,5 R/SR TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (1,50%) (1,50%) 5 s

Aditivo 0 % 0 %

JUSTO

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0,55 3 s 9 cm 8 cm 0,88

OK



VÁLIDA: NO. Se hicieron probetas y dieron una resistencia baja.


-304-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (4,14%) (4,14%)

Aditivo 0 % 0 %

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0,50



VÁLIDA: NO. Falta de fluidez, muy seco.


-305-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (2,50%) (2,50%) 15,5 s

Aditivo 0 % 0 %

JUSTO

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0,55 9 s 15,5 cm 6 cm 0,39

NO





-306-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (1,82%) (1,82%) 10 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0,55 4 s 14 cm 6 cm 0,43

NO





-307-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (2,17%) (2,17%) 12 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0,55 3 s 10,5 cm 8 cm 0,76

OK



VÁLIDA: SI.


-308-

CEMENTO: CEM II/A-S 42,5 N



-309-

PRUEBA. TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-S 42,5 N TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (1,60%) (1,60%) 18 s

Aditivo 0 % 0 %

NO

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0,50 35 s



VÁLIDA: NO. Segregación.


-310-

PRUEBA 1. TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-S 42,5 N TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (1,60%) (1,60%) 8 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0,50 12 s 33,5 cm 4 cm 0,12

NO



VÁLIDA: NO. Segregación, poca fluidez.


-311-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (1,75%) (1,75%) 1 min 30 s

Aditivo 1,200 kg (0,4%)

0,055 kg (0,4%)

NO

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0,50 8 s 14,5 cm 7 cm 0,48

NO



VÁLIDA: NO. Segregación, poca fluidez.


-312-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (2,92%) (2,92%) 12 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0,50 1 min 20 s



VÁLIDA: NO. Segregación, poco fluidez, hay bloqueo en la Caja en L.


-313-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO



Agua 150 kg 2,650 kg NO OK




(Viscocrete 3425) (3,32%) (3,32%)

Aditivo 0 % 0 %

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0,50





-314-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (3,25%) (3,25%)

Aditivo 0 % 0 %

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0,50



VÁLIDA: NO. Caja L: segregación, bloqueo, no salió.


-315-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (2%) (2%) 9 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0, 55 14 s 11 cm 7,8 cm 0,71

OK



VÁLIDA: SI. Pero al hacer la amasada buena segregó.


-316-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO



Agua 192,50 kg 3,900 kg




(Viscocrete 3425) (1,30%) (1,30%)

Aditivo 0 % 0 %

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0, 55



VÁLIDA: NO.


-317-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO


Adición 200 kg 5,490 kg 1,2 69 cm 71 cm 70 cm





(Viscocrete 3425) (0,80%) (0,80%) 5,5

Aditivo 0 % 0 %

JUSTO

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0, 55 1,40 10 cm 8 cm 0,80

OK



VÁLIDA: OK.


-318-

CEMENTO: BL II/A-L 42,5 R



-319-

PRUEBA. TIPO DE CEMENTO: BL II/A-L 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO


Adición 168,75 kg 4,800 kg 2 s 74 cm 72 cm 73 cm





(Viscocrete 3425) (1,46%) (1,46%)

Aditivo 0 % 0 %

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0, 55 4 s 19,5 cm 5,5 cm 0,28

NO



VÁLIDA: NO. Segregación. Endurece rápidamente.


-320-

PRUEBA 1. TIPO DE CEMENTO: BL II/A-L 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (0,95%) (0,95%) 9 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0, 55 4,5 s 11 cm 8 cm 0,72

OK



VÁLIDA: SI.


-321-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (0,75%) (0,75%) 9 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0, 55



VÁLIDA: NO. Segrega y endurece rápidamente.


-322-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO


Adición 156,25 kg 4,235 kg

Agua 206,25 kg 4,220 kg




(Viscocrete 3425) (0,30%) (0,30%)

Aditivo 0 % 0 %

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0, 55



VÁLIDA: NO. Seca, no llega, falta de fluidez.


-323-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO


Adición 156,25 kg 4,235 kg 1,5 s 68 cm 73 cm 70,5 cm





(Viscocrete 3425) (0,60%) (0,60%) 2,5 s

Aditivo 0 % 0 %

NO

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0, 55 1 s 8 cm 8 cm 1

NO



VÁLIDA: NO. Demasiado fluida pero no segrega.


-324-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO


Adición 156,25 kg 4,235 kg 1 s 63 cm 66,5 cm 64,75 cm





(Viscocrete 3425) (0,50%) (0,50%) 4 s

Aditivo 0 % 0 %

NO

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0, 55 1 s 9 cm 7,5 cm 0,83

OK



VÁLIDA: SI. Algo fluida, en la amasada grande bajar el aditivo a 0,45.


-325-

PRUEBA 5 (REPETIDA) TIPO DE CEMENTO: BL II/A-L 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (1,80%) (1,80%)

Aditivo 0 % 0 %

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0, 55



VÁLIDA: NO. Endurece enseguida.


-326-

PRUEBA 5 (REPETIDA 1) TIPO DE CEMENTO: BL II/A-L 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO


Adición 156,25 kg 3,080 kg 1 s 51 cm 48,5 cm 49,75 cm





(Viscocrete 3425) (1,10%) (1,10%)

Aditivo 0 % 0 %

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0, 55



VÁLIDA: NO. Endurece enseguida.


-327-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO


Adición 156,25 kg 4,235 kg

Agua 206,25 kg 4,310 kg




(Viscocrete 3425) (1,35%) (1,35%)

Aditivo 0 % 0 %

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0, 55



VÁLIDA: NO.


-328-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (1,15%) (1,15%) 8,5 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0, 55 2 s 13 mm 7,5 mm 0,6

JUSTO



VÁLIDA: OK.


-329-

CEMENTO: CEM II/A-P 42,5 R



-330-

PRUEBA. TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-P 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO



Agua 162,50 kg 2,830 kg NO OK




(Viscocrete 3425) (2,68%) (2,68%)

Aditivo 0 % 0 %

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0, 50





-331-

PRUEBA 1. TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-P 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO



Agua 178,75 kg 3,240 kg NO OK




(Viscocrete 3425) (2,15%) (2,15%) 10 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0, 55 2,75 s 12 cm 7,5 cm 0,625

OK



VÁLIDA: SI. Pero al hacer la amasada buena segregó. Se seguirán haciendo pruebas para bajar el porcentaje de aditivo.


-332-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (1%) (1%) 5,5

Aditivo 0 % 0 %

JUSTO

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0, 55 1,8 s 9 cm 8,5 cm 0,94

OK



VÁLIDA: SI. Pero en la amasada buena bajar el aditivo a 0,95%.


-333-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (1%) (1%) 5,5

Aditivo 0 % 0 %

JUSTO

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0, 55 1,8 s 9 cm 8,5 cm 0,94

OK



VÁLIDA: SI. Pero en la amasada buena bajar el aditivo a 0,95%. Esta dosificación también dio problemas cuando se hizo la amasada buena.


-334-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (1,70%) (1,70%) 10 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0, 55 3 s 11,5 cm 6 cm 0,52

JUSTO



VÁLIDA: NO.


-335-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (1,81%) (1,81%) 10 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,55 0, 55 3 s 10,5 cm 7,8 cm 0,74

OK



VÁLIDA: OK.


-336-

CEMENTO: CEM II/B-L 32,5 N



-337-

PRUEBA. TIPO DE CEMENTO: CEM II/B-L 32,5 N TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO


Adición 110 kg 2,745 kg 38 cm 39 cm 38,5 cm

Agua 175 kg 3,105 kg NO NO




(Viscocrete 3425) (1,15%) (1,15%)

Aditivo 0 % 0 %

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0, 50





-338-

PRUEBA 1. TIPO DE CEMENTO: CEM II/B-L 32,5 N TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO



Agua 175 kg 2,970 kg OK NO




(Viscocrete 3425) (1,50%) (1,50%)

Aditivo 0 % 0 %

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0, 50



Fecha de Amasada 10/11/06



-339-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO






Aditivo 7 kg 0,175 kg Tiempo

(Viscocrete 3425) (2%) (2%)

Aditivo 0 % 0 %

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0, 50 4 s 13,5 cm 7 cm 0,52

NO



VÁLIDA: NO. Segregación.


-340-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (2%) (2%)

Aditivo 0 % 0 %

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0, 50



VÁLIDA: NO. Segregación (bastante). Hay problemas con el aditivo.


-341-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (1,55%) (1,55%) 5,5 s

Aditivo 0 % 0 %

JUSTO

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0, 50 2 s 12,5 cm 7,5 cm 0,6

JUSTO



VÁLIDA: SI. Sería conveniente subir el aditivo a 1,60% en la amasada buena. Cuando se hizo ésta dio problema y segregó.


-342-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO



Agua 212,5 kg 3,995 kg




(Viscocrete 3425) (0,45%) (0,45%)

Aditivo 0 % 0 %

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0, 50





-343-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (0,62%) (0,62%) 3 s

Aditivo 0 % 0 %

NO

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0, 50 1 s 10 mm 7 mm 0,7

OK



VÁLIDA: SI. Está demasiado fluido, en la amasada buena habría que bajar algo el aditivo a 0,60.


-344-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (1,62%) (1,62%)

Aditivo 0 % 0 %

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0, 50 19 s 31 mm 2,5 mm 0,081

NO





-345-



MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







(Viscocrete 3425) (1,90%) (1,90%) 13 s

Aditivo 0 % 0 %

OK

(Stabilizer 229)


T 600 H1 H2 H2 / H1

a/c 0,50 0, 50 4 s 10 mm 8 cm 0,80

OK



VÁLIDA: SI.

ANEJO 2 RESULTADOS DE LOS ENSAYOS

DE HORMIGÓN FRESCO PARA LAS DOSIFICACIONES

ADOPTADAS


-349-

HORMIGÓN 1. TIPO DE CEMENTO: I 42,5 R/SR TIPO DE ADICIÓN: CENIZA VOLANTE


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO

Cemento 280 kg 12,980 kg Tiempo Diámetro 1 Diámetro 2 Media



Arena húmeda 960 kg 44,365 kg

Arena seca 2,450 kg EMBUDO

Grava 695 kg 32,215 kg Tiempo

Aditivo 4,620 kg (1,65%)

0,215 kg (1,65%)

9 s

(Viscocrete 3425) OK

Aditivo 0 % 0 %

(Stabilizer 229) CAJA EN L

Humedad Arena 5 % T 600 H1 H2 H2 / H1

5,8 s 11 cm 8,2 cm 0,75

a/c 0,50 0,50 OK



Anejo 2.Resultados de los ensayos de hormigón fresco para las dosificaciones adoptadas.

-350-

HORMIGÓN 2. TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-V 42,5 N TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO





Arena seca 2,115 kg EMBUDO


Aditivo 3,900 kg (1,30%)

0,180 kg (1,30%)

6 s


Aditivo 0 % 0 %



3 s 10 cm 8 cm 0,80

a/c 0,50 0,50 OK




-351-

HORMIGÓN 3. TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-V 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO





Arena seca 0 kg EMBUDO


Aditivo 6,500 kg (2%)

0,170 kg (2%)

9 s


Aditivo 0 % 0 %



6 s 10,5 cm 7,5 cm 0,71

a/c 0,50 0,50 OK




-352-

HORMIGÓN 4. TIPO DE CEMENTO: CEM I 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO


Adición 200 kg 5,190 kg 3 s 66,5 cm 63,5 cm 65 cm





Aditivo 7,350 kg (2,10%)

0,190 kg (2,10%)

14 s


Aditivo 0 % 0 %



3 s 12 cm 7,5 cm 0,63

a/c 0,55 0,55 JUSTO




-353-

HORMIGÓN 5. TIPO DE CEMENTO: I 42,5 R/SR TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







Aditivo 7,052 kg (2,17%)

0,185 kg (2,17%)

12 s


Aditivo 0 % 0 %



3 s 10,5 cm 8 cm 0,76

a/c 0,55 0,55 OK




-354-

HORMIGÓN 6. TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-S 42,5 N TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







Aditivo 2,800 kg (0,80%)

0,075 kg (0,80%)

5,5 s

(Viscocrete 3425) JUSTO

Aditivo 0 % 0 %



1,40 s 10 cm 8 cm 0,80

a/c 0,55 0,55 OK




-355-

HORMIGÓN 7. TIPO DE CEMENTO: BL II/A-L 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







Aditivo 4,312 kg (1,15%)

0,115 kg (1,15%)

8,5 s


Aditivo 0 % 0 %



2 s 13 cm 7,5 cm 0,6

a/c 0,55 0,55 JUSTO




-356-

HORMIGÓN 8. TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-P 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







Aditivo 6,335 kg (1,81%)

0,585 kg (1,81%)

10 s


Aditivo 0 % 0 %



3 s 10,5 cm 7,8 cm 0,74

a/c 0,55 0,55 OK




-357-

HORMIGÓN 9. TIPO DE CEMENTO: CEM II/B-L 32,5 N TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


MEZCLA DE LAB.


EXTENSIÓN DE FLUJO







Aditivo 6,650 kg (1,90%)

0,150 kg (1,90%)

13 s


Aditivo 0 % 0 %



4 s 10 cm 8 cm 0,8

a/c 0,55 0,55 OK



ANEJO 3 RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE HORMIGÓN ENDURECIDO DE

LAS DOSIFICACIONES ADOPTADAS


-361-

HORMIGÓN 1. TIPO DE CEMENTO: I 42,5 R/SR TIPO DE ADICIÓN: CENIZA VOLANTE


ENSAYOS 7 DÍAS ENSAYOS 28 DÍAS ENSAYOS 91 DÍAS COMPRESIÓN (MPa) COMPRESIÓN (MPa) COMPRESIÓN (MPa)

Cemento 280 kg Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Adición 200 kg 35,83 32,13 32,43 33,46 49,66 47,60 45,76 47,67 62,94 59,49 64,41 62,28 Agua 140 kg Árido 0-4 mm 960 kg Árido 4-16 mm 695 kg MÓDULO (GPa) MÓDULO (GPa) MÓDULO (GPa) Aditivo 4,620 kg

(1,65%) Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media

(Viscocrete 3425) 30,55 29,73 33,80 35,96 36,20 38,58 Aditivo 0 % 30,06 30,98 35,36 35,69 37,27 39,80 (Stabilizer 229) 29,73 31,27 30,50 35,23 36,02 35,62 37,38 39,80 38,59 a/c 0,50 TRACCIÓN INDIRECTA (MPa) TRACCIÓN INDIRECTA (MPa) TRACCIÓN INDIRECTA (MPa) Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media 3,95 3,55 3,75 4,44 4,56 4,50 5,56 5,84 5,62 5,67 Módulo Granulométrico: Arena

3,70

Módulo Granulométrico: Grava

6,73

Anejo 3. Resultados de los ensayos de hormigón endurecido de las dosificaciones adoptadas.

-362-

HORMIGÓN 2. TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-V 42,5 N

TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO





(Viscocrete 3425) 22,63 24,31 29,21 30,38 32,65 30,95 Aditivo 0 % 23,61 24,26 30,31 32,32 34,70 32,23 (Stabilizer 229) 23,80 24,73 24,26 29,91 31,35 30,63 34,35 32,35 33,35 a/c 0,50 TRACCIÓN INDIRECTA (MPa) TRACCIÓN INDIRECTA (MPa) TRACCIÓN INDIRECTA (MPa) Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media 3,09 2,59 2,73 2,84 3,94 3,47 3,70 3,92 4,36 3,91 4,13 Módulo Granulométrico: Arena

3,70


6,73


-363-

HORMIGÓN 3. TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-V 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO




(2%) Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media

(Viscocrete 3425) 30,03 28,80 30,56 33,81 38,18 33,31 Aditivo 0 % 31,20 30,27 32,57 34,06 38,88 34,81 (Stabilizer 229) 32,09 29,64 30,86 32,57 34,42 33,50 39,15 35,03 37,09 a/c 0,50 TRACCIÓN INDIRECTA (MPa) TRACCIÓN INDIRECTA (MPa) TRACCIÓN INDIRECTA (MPa) Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media 3,30 2,99 3,15 3,98 4,00 3,99 3,91 4,24 4,07 Módulo Granulométrico: Arena

3,70


6,73


-364-

HORMIGÓN 4. TIPO DE CEMENTO: CEM I 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO






3,70


6,73

OBSERVACIONES: A los 28 días, en el ensayo de tracción indirecta, se ha roto una cuarta probeta que ha dado 3,62 MPa; en la media se ha tenido en cuenta.


-365-

HORMIGÓN 5. TIPO DE CEMENTO: I 42,5 R/SR TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO



Cemento 325 kg Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Adición 220 kg 29,96 26,09 32,55 29,53 35,82 36,95 34,89 35,89 39,84 39,83 40,65 40,11 Agua 179 kg Arena húmeda 960 kg Grava 695 kg MÓDULO (GPa) MÓDULO (GPa) MÓDULO (GPa) Aditivo 7,052 kg



3,70


6,73


-366-

HORMIGÓN 6. TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-S 42,5 N TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO






3,70


6,73


-367-

HORMIGÓN 7. TIPO DE CEMENTO: BL II/A-L 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO



Cemento 375 kg Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Adición 156,25 kg 25,55 25,33 24,84 25,24 31,48 32,61 31,87 31,99 33,90 35,77 36,15 35,27 Agua 206 kg Árido 0-4 mm 960 kg Árido 4-16 mm 695 kg MÓDULO (GPa) MÓDULO (GPa) MÓDULO (GPa) Aditivo 4,312 kg



3,70


6,73


-368-

HORMIGÓN 8. TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-P 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO






3,70


6,73


-369-

HORMIGÓN 9. TIPO DE CEMENTO: CEM II/B-L 32,5 N TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO


ENSAYOS 7 DÍAS ENSAYOS 28 DÍAS COMPRESIÓN (MPa) COMPRESIÓN (MPa)

Cemento 350 kg Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 MediaAdición 110 kg 21,39 20,50 21,27 21,05 25,62 25,16 23,11 24,63Agua 193 kg Árido 0-4 mm 960 kg Árido 4-16 mm 695 kg MÓDULO (GPa) MÓDULO (GPa) Aditivo 6,650 kg

(1,90%) Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media

(Viscocrete 3425) 22,73 20,56 25,86 Aditivo 0 % 22,95 21,60 25,05 (Stabilizer 229) 22,78 21,50 25,86 23,38 a/c 0,55 TRACCIÓN INDIRECTA (MPa) TRACCIÓN INDIRECTA (MPa) a/(c+adic) Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media 2,82 3,07 2,89 2,93 Módulo Granulométrico: Arena 3,70


6,73


DE MORTERO DE LAS DOSIFICACIONES DE PRUEBA


-373-

AMASADA: PRUEBA TIPO DE CEMENTO: CEM I 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO

HORMIGÓN

AUTOCOMPACTANTE Cantidad Porcentaje MORTERO CON ADICIONES

Cemento 350 kg 63,63 % RESISTENCIA A FLEXOTRACCIÓN (2 días) (MPa) Filler 200 kg 36,37 % Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media

1,2 1,2 1,1 1,2 MORTERO SIN ADICIONES Cantidad RESISTENCIA A COMPRESIÓN (2 días) (MPa)

Cemento 450 gr Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Arena 1350 gr 26,9 27,6 27,4 26,5 26,6 26,4 26,9 Agua 225 gr a/c 0,50

MORTERO CON ADICIONES MORTERO CON ADICIONES RESISTENCIA A FLEXOTRACCIÓN (28 días) (MPa) Cantidad Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media

Cemento 286,3 gr 1,4 1,3 1,4 1,4

Adición 163,7 gr

Agua 225 gr RESISTENCIA A COMPRESIÓN (28 días) (MPa) Arena 1350 gr Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media

a/c 0,50 33,6 33,0 31,5 31,2 32,3 32,2 32,3

OBSERVACIONES:

Anejo 4. Resultados de los ensayos de mortero de las dosificaciones de prueba.

-374-

AMASADA: IR - 0,45 - 1 (PRUEBA 1) TIPO DE CEMENTO: CEM I 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO

HORMIGÓN



MORTERO SIN ADICIONES Cantidad RESISTENCIA A COMPRESIÓN (2 días) (MPa)

Cemento 450 gr Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Arena 1350 gr Agua 225 gr a/c 0,50


Cemento 286,3 gr

Adición 163,7 gr

Agua 128,9 gr RESISTENCIA A COMPRESIÓN (28 días) (MPa) Arena 1186,3 gr Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media

a/c 0,45

OBSERVACIONES: Ha salido muy seca, con aspecto de tierra mojada. No se hacen probetas.


-375-

AMASADA: IR - 0,50 – 1 (PRUEBA 2) TIPO DE CEMENTO: CEM I 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO

HORMIGÓN



MORTERO SIN ADICIONES Cantidad RESISTENCIA A COMPRESIÓN (2 días) (MPa)

Cemento 450 gr Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Arena 1350 gr Agua 225 gr a/c 0,50


Cemento 286,3 gr 0,3 0,3 0,3 0,3

Adición 163,7 gr


a/c 0,50 21,7 20,9 21,1 21,9 22,4 20,7 21,4

OBSERVACIONES: Ha salido muy seca. De las 3 probetas que se hicieron, no se ensaya ninguna de ellas a los 2 días porque en el ensayo de flexotracción se hubiesen desecho y, por ese motivo se rompieron a los 28 días.


-376-


HORMIGÓN



1,1 1,1 MORTERO SIN ADICIONES Cantidad RESISTENCIA A COMPRESIÓN (2 días) (MPa)

Cemento 450 gr Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Arena 1350 gr 28,5 30,6 29,6 Agua 225 gr a/c 0,50


Cemento 286,3 gr 2,0 1,9 1,9

Adición 163,7 gr


a/c 0,65 44,9 45,1 45,1 43,1 44,6

OBSERVACIONES:


-377-


HORMIGÓN




Cemento 450 gr Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Arena 1350 gr 25,8 26,0 25,9 Agua 225 gr a/c 0,50


Cemento 286,3 gr 1,5 1,6 1,6

Adición 163,7 gr


a/c 0,70 40,2 40,1 41,2 41,3 40,7

OBSERVACIONES:


-378-

AMASADA: IR - 0,50 - 1 ó 2 (PRUEBA 5) TIPO DE CEMENTO: CEM I 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO

HORMIGÓN






Cemento 450 gr 2,1 1,9 2,0 2,0

Adición 257,2 gr

Agua 225 gr RESISTENCIA A COMPRESIÓN (28 días) (MPa) Arena 1186,3 gr Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media

a/c 0,50 59,3 59,0 59,1 57,8 59,1 58,4 58,8

OBSERVACIONES: La cantidad de arena está mal calculada, tendría que ser 1092,8; se repite bien en la prueba 6.


-379-

AMASADA: IR - 0,50 - 1 ó 2 (PRUEBA 6) TIPO DE CEMENTO: CEM I 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO

HORMIGÓN






Cemento 450 gr 2,1 1,9 2,0 1,8

Adición 257,2 gr


a/c 0,50 59,3 59,0 59,1 57,8 59,1 58,4 58,8


-380-

AMASADA: PRUEBA TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-V 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO

HORMIGÓN




Cemento 450 gr Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Arena 1350 gr 22,4 22,1 21,6 21,8 22,8 21,9 22,1

Agua 225 gr a/c 0,50

MORTERO CON ADICIONES

MORTERO CON ADICIONES RESISTENCIA A FLEXOTRACCIÓN (28 días) (MPa) Cantidad Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media

Cemento 278,6 gr 0,9 1,2 1,2 1,1

Adición 171,5 gr


a/c 0,50 26,3 26,7 26,8 26,8 27,4 26,6 26,8

OBSERVACIONES:


-381-

AMASADA: AVR – 0,65 - 1 (PRUEBA 1) TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-V 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO

HORMIGÓN




Cemento 450 gr Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Arena 1350 gr 25,7 25,0 25,3




Cemento 278,6 gr 1,6 1,5 1,6

Adición 171,5 gr


a/c 0,65 40,5 41,0 41,3 42,3 41,3

OBSERVACIONES:


-382-

AMASADA: AVR – 0,70 - 1 (PRUEBA 2) TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-V 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO

HORMIGÓN




Cemento 450 gr Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media Arena 1350 gr 23,0 23,1 23,1




Cemento 278,6 gr 1,4 1,5 1,5

Adición 171,5 gr


a/c 0,70 36,1 36,8 37,2 36,9 36,7

OBSERVACIONES:


-383-

AMASADA: AVR – 0,50 – 1 ó 2 (PRUEBA 3) TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-V 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO

HORMIGÓN








Cemento 450 gr 1,9 2,1 1,7 1,9

Adición 277 gr


a/c 0,50 55,2 55,3 54,9 53,6 54,6 54,9 54,7

OBSERVACIONES: La cantidad de arena está mal no es 1178,6 sino 1073; se repite en Prueba 4.


-384-

AMASADA: AVR – 0,50 – 1 ó 2 (PRUEBA 4) TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-V 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO

HORMIGÓN








Cemento 450 gr 1,9 2,1 1,7 1,9

Adición 277 gr


a/c 0,50 55,2 55,3 54,9 53,6 54,6 54,9 54,7


DE MORTERO PARA LAS DOSIFICACIONES ADOPTADAS


-387-

MORTERO 1: IR - 0,50 - 1 ó 2 TIPO DE CEMENTO: CEM I 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO

HORMIGÓN






Cemento 450 gr 1,8 1,8 1,8 1,8

Adición 257,2 gr


a/c 0,50 56,0 54,1 57,7 55,5 57,2 57,6 56,3

Anejo 5. Resultados de los ensayos de mortero para las dosificaciones adoptadas.

-388-

MORTERO 2: IRSR - CV – 0,50 – 1 ó 2 TIPO DE CEMENTO: I 42,5 R/SR TIPO DE ADICIÓN: CENIZAS VOLANTES

HORMIGÓN








Cemento 450 gr 2,7 2,7 2,6 2,7

Adición 321,5 gr


a/c 0,50 73,2 74,7 71,8 75,3 74,2 72,3 73,6


-389-

MORTERO 3: IRSR – FC – 0,50 – 1 ó 2 TIPO DE CEMENTO: I 42,5 R/SR TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO

HORMIGÓN








Cemento 450 gr 1,7 1,7 1,6 1,7

Adición 304,6 gr


a/c 0,50 59,3 60,7 57,9 59,9 58,8 55,6 58,7


-390-

MORTERO 4: AVR – 0,50 – 1 ó 2 TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-V 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO

HORMIGÓN








Cemento 450 gr 1,9 1,7 1,9 1,8

Adición 277 gr


a/c 0,50 53,6 52,5 54,2 51,3 53,5 55,4 53,4


-391-

MORTERO 5: AVN – 0,50 – 1 ó 2 TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-V 42,5 N TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO

HORMIGÓN


Cemento 300 kg 60 % RESISTENCIA A FLEXOTRACCIÓN (2 días) (MPa) Filler 200 kg 40 % Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media






Cemento 450 gr 1,6 1,4 1,3 1,5

Adición 300 gr


a/c 0,50 53,5 54,2 56,3 52,6 52,9 51,2 53,4


-392-

MORTERO 6: AS – 0,50 – 1 ó 2 TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-S 42,5 N TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO

HORMIGÓN








Cemento 450 gr 1,6 1,5 1,7 1,6

Adición 257,2 gr


a/c 0,50 58,3 59,0 58,6 58,8 59,2 59,3 58,9


-393-

MORTERO 7: AP – 0,50 – 1 ó 2 TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-P 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO

HORMIGÓN








Cemento 450 gr 1,8 1,8 1,6 1,7

Adición 257,2 gr


a/c 0,50 57,6 58,3 56,2 56,9 58,6 59,1 57,8


-394-

MORTERO 8: BL32,5 – 0,50 – 1 ó 2 TIPO DE CEMENTO: CEM II/B-L 32,5 N TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO

HORMIGÓN








Cemento 450 gr 1,4 1,5 1,3 1,4

Adición 141,4 gr


a/c 0,50 37,6 39,4 37,6 39,8 38,1 39,1 38,6


-395-

MORTERO 9: AL – 0,50 – 1 ó 2 TIPO DE CEMENTO: BL II/A-L 42,5 R TIPO DE ADICIÓN: FILLER CALIZO

HORMIGÓN


Cemento 375 kg 70,59 % RESISTENCIA A FLEXOTRACCIÓN (2 días) (MPa) Filler 156,25 kg 29,41 % Probeta 1 Probeta 2 Probeta 3 Media






Cemento 450 gr 1,4 1,4 1,3 1,4

Adición 187,5 gr


a/c 0,50 46,6 48,0 45,3 45,8 46,1 45,1 46,1

ANEJO 6 DIGITALIZACIÓN DE LA HUELLA

DE LA MARCA DE AGUA RESULTANTE DEL ENSAYO DE PENETRACIÓN DE AGUA BAJO

PRESIÓN PARA CADA HORMIGÓN ESTUDIADO


-399-

HORMIGÓN 1.

TIPO DE CEMENTO: I 42,5 R/SR

ADICIÓN: CENIZAS VOLANTES

Figura A6.1. Probeta 1: mitad 1.

Profundidad máxima: 15 mm Profundidad media: 10,5 mm



Profundidad máxima: 16 mm

Profundidad media: 10 mm

Anejo 6. Digitalización de la huella de la marca de agua resultante del ensayo de penetración de agua bajo presión para cada hormigón estudiado.

-400-

HORMIGÓN 1.


ADICIÓN: CENIZAS VOLANTES






Profundidad media: 7,8 mm


-401-

HORMIGÓN 2.






Profundidad máxima: 20,5 mm Profundidad media: 14,7 mm




-402-

HORMIGÓN 2.




Profundidad máxima: 18 mm Profundidad media: 15 mm






-403-

HORMIGÓN 3.










-404-

HORMIGÓN 3.










-405-

HORMIGÓN 4.










-406-

HORMIGÓN 4.










-407-

HORMIGÓN 5.







Profundidad máxima: 17,5 mm



-408-

HORMIGÓN 5.










-409-

HORMIGÓN 6.










-410-

HORMIGÓN 6.










-411-

HORMIGÓN 7.










-412-

HORMIGÓN 7.










-413-

HORMIGÓN 8.










-414-

HORMIGÓN 8.









ANEJO 7 DIGITALIZACIÓN DE LA HUELLA

DE LA MARCA DE CARBONATACIÓN RESULTANTE

DEL ENSAYO DE CARBONATACIÓN ACELERADA

PARA CADA HORMIGÓN ESTUDIADO


-417-

HORMIGÓN 1.



TIEMPO: 4 SEMANAS

Figura A7.1. Probeta 1: loncha.


Figura A7.2. Probeta 1: probeta.




Anejo 7. Digitalización de la huella de la marca de carbonatación resultante del ensayo de carbonatación acelerada para cada hormigón estudiado.

-418-

HORMIGÓN 1.



TIEMPO: 4 SEMANAS








-419-

HORMIGÓN 1.



TIEMPO: 8 SEMANAS








-420-

HORMIGÓN 1.



TIEMPO: 8 SEMANAS








-421-

HORMIGÓN 1.



TIEMPO: 12 SEMANAS




Profundidad máxima: 11,5 mm Profundidad media: 8 mm




-422-

HORMIGÓN 1.



TIEMPO: 12 SEMANAS








-423-

HORMIGÓN 2.

TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-V 42,5 N


TIEMPO: 4 SEMANAS








-424-

HORMIGÓN 2.



TIEMPO: 4 SEMANAS








-425-

HORMIGÓN 2.



TIEMPO: 8 SEMANAS








-426-

HORMIGÓN 2.



TIEMPO: 8 SEMANAS








-427-

HORMIGÓN 2.



TIEMPO: 12 SEMANAS








-428-

HORMIGÓN 2.



TIEMPO: 12 SEMANAS



Figura A7.24.





-429-

HORMIGÓN 3.

TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-V 42,5 R


TIEMPO: 4 SEMANAS








-430-

HORMIGÓN 3.



TIEMPO: 4 SEMANAS








-431-

HORMIGÓN 3.



TIEMPO: 8 SEMANAS








-432-

HORMIGÓN 3.



TIEMPO: 8 SEMANAS








-433-

HORMIGÓN 3.



TIEMPO: 12 SEMANAS








-434-

HORMIGÓN 3.



TIEMPO: 12 SEMANAS








-435-

HORMIGÓN 4.

TIPO DE CEMENTO: CEM I 42,5 R


TIEMPO: 4 SEMANAS








-436-

HORMIGÓN 4.



TIEMPO: 4 SEMANAS








-437-

HORMIGÓN 4.



TIEMPO: 8 SEMANAS



Figura A7.42.





-438-

HORMIGÓN 4.



TIEMPO: 8 SEMANAS








-439-

HORMIGÓN 4.



TIEMPO: 12 SEMANAS








-440-

HORMIGÓN 4.



TIEMPO: 12 SEMANAS








-441-

HORMIGÓN 5.



TIEMPO: 4 SEMANAS








-442-

HORMIGÓN 5.



TIEMPO: 4 SEMANAS








-443-

HORMIGÓN 5.



TIEMPO: 8 SEMANAS








-444-

HORMIGÓN 5.



TIEMPO: 8 SEMANAS








-445-

HORMIGÓN 5.



TIEMPO: 12 SEMANAS








-446-

HORMIGÓN 5.



TIEMPO: 12 SEMANAS








-447-

HORMIGÓN 6.

TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-S 42,5 N


TIEMPO: 4 SEMANAS








-448-

HORMIGÓN 6.



TIEMPO: 4 SEMANAS








-449-

HORMIGÓN 6.



TIEMPO: 8 SEMANAS








-450-

HORMIGÓN 6.



TIEMPO: 8 SEMANAS








-451-

HORMIGÓN 6.



TIEMPO: 12 SEMANAS








-452-

HORMIGÓN 6.



TIEMPO: 12 SEMANAS








-453-

HORMIGÓN 7.

TIPO DE CEMENTO: BL II/A-L 42,5 R


TIEMPO: 4 SEMANAS








-454-

HORMIGÓN 7.



TIEMPO: 4 SEMANAS








-455-

HORMIGÓN 7.



TIEMPO: 8 SEMANAS








-456-

HORMIGÓN 7.



TIEMPO: 8 SEMANAS








-457-

HORMIGÓN 7.



TIEMPO: 12 SEMANAS








-458-

HORMIGÓN 7.



TIEMPO: 12 SEMANAS








-459-

HORMIGÓN 8.

TIPO DE CEMENTO: CEM II/A-P 42,5 R


TIEMPO: 4 SEMANAS



Figura A7.86.





-460-

HORMIGÓN 8.



TIEMPO: 4 SEMANAS








-461-

HORMIGÓN 8.



TIEMPO: 8 SEMANAS








-462-

HORMIGÓN 8.



TIEMPO: 8 SEMANAS








-463-

HORMIGÓN 8.



TIEMPO: 12 SEMANAS








-464-

HORMIGÓN 8.



TIEMPO: 12 SEMANAS







ANEJO 8 GRÁFICOS DE ATD Y TG DE CADA

HORMIGÓN ESTUDIADO


-467-

HORMIGÓN 1.

Figura A8.1. ATD y TG del hormigón 1 a la edad de 7 días.


Anejo 8. Gráficos de ATD y TG de cada hormigón estudiado.

-468-



-469-

HORMIGÓN 2.




-470-



-471-

HORMIGÓN 3.




-472-



-473-

HORMIGÓN 4.




-474-



-475-

HORMIGÓN 5.




-476-



-477-

HORMIGÓN 6.




-478-



-479-

HORMIGÓN 7.




-480-



-481-

HORMIGÓN 8.




-482-


ANEJO 9 DIFRAGTOGRAMAS (RAYOS-X)

PARA LOS HORMIGONES ESTUDIADOS


-485-

HORMIGÓN 1.

Figura A9.1. Rayos-X del hormigón 1 en la profundidad 1.


Anejo 9. Difractogramas (rayos-X) para los hormigones estudiados.

-486-

HORMIGÓN 8.



ANEJO 10 FOTOGRAFÍAS DE LOS ENSAYOS

DE HORMIGÓN FRESCO CORRESPONDIENTES A LAS

DOSIFICACIONES ADOPTADAS PARA CADA CEMENTO


-489-



Figura A10.1. Proceso de amasado del

hormigón.

Figura A10.2. Aspecto del hormigón

autocompactante.

Figura A10.3. Resultado final del ensayo de

extensión de flujo.


la caja en L.

Anejo 10. Fotografías de los ensayos de hormigón fresco correspondientes a las dosificaciones adoptadas para cada cemento.

-490-




hormigón.


autocompactante.



Figura A10.8. Resultado final del ensayo de la

caja en L.


-491-




hormigón.


autocompactante.

Figura A10.11. Resultado final del ensayo de extensión de flujo.


-492-




hormigón.


autocompactante.




la caja en L.


-493-




hormigón.


autocompactante.




la caja en L.


-494-




autocompactante.

Figura A10.21. Ensayo de extensión de flujo.




la caja en L.


-495-




hormigón.

Figura A10.25. Ensayo de extensión de flujo.



Figura A10.27. Proceso de llenado de la caja

en L.


-496-



Figura A10.28. Aspecto del hormigón.



Figura A10.30. Resultado final del ensayo de caja en L.


-497-

CEMENTO: CEM II/B-L 32,5 N



hormigón.


autocompactante.




la caja en L.

ANEJO 11 FOTOGRAFÍAS DE LA SECCIÓN

LONGITUDINAL DE CADA PROBETA TRAS EL ENSAYO DE PENETRACIÓN DE AGUA BAJO

PRESIÓN PARA CADA DOSIFICACIÓN ESTUDIADA


-501-

HORMIGÓN 1.







Anejo 11. Fotografías de la sección longitudinal de cada probeta tras el ensayo de penetración de agua bajo presión para cada dosificación estudiada.

-502-

HORMIGÓN 2.








-503-

HORMIGÓN 3.








-504-

HORMIGÓN 4.








-505-

HORMIGÓN 5.








-506-

HORMIGÓN 6.








-507-

HORMIGÓN 7.








-508-

HORMIGÓN 8.







ANEJO 12 FOTOGRAFÍAS DE LA SECCIÓN

TRANSVERSAL DE CADA PROBETA TRAS EL ENSAYO DE CARBONATACIÓN ACELERADA

PARA CADA DOSIFICACIÓN ESTUDIADA


-511-

HORMIGÓN 1.



TIEMPO: 4 SEMANAS





Anejo 12. Fotografías de la sección transversal de cada probeta tras el ensayo de carbonatación acelerada para cada dosificación estudiada.

-512-

HORMIGÓN 1.



TIEMPO: 8 SEMANAS






-513-

HORMIGÓN 1.



TIEMPO: 12 SEMANAS






-514-

HORMIGÓN 2.



TIEMPO: 4 SEMANAS






-515-

HORMIGÓN 2.



TIEMPO: 8 SEMANAS






-516-

HORMIGÓN 2.



TIEMPO: 12 SEMANAS






-517-

HORMIGÓN 3.



TIEMPO: 4 SEMANAS






-518-

HORMIGÓN 3.



TIEMPO: 8 SEMANAS






-519-

HORMIGÓN 3.



TIEMPO: 12 SEMANAS






-520-

HORMIGÓN 4.



TIEMPO: 4 SEMANAS






-521-

HORMIGÓN 4.



TIEMPO: 8 SEMANAS






-522-

HORMIGÓN 4.



TIEMPO: 12 SEMANAS






-523-

HORMIGÓN 5.



TIEMPO: 4 SEMANAS






-524-

HORMIGÓN 5.



TIEMPO: 8 SEMANAS






-525-

HORMIGÓN 5.



TIEMPO: 12 SEMANAS






-526-

HORMIGÓN 6.



TIEMPO: 4 SEMANAS






-527-

HORMIGÓN 6.



TIEMPO: 8 SEMANAS






-528-

HORMIGÓN 6.



TIEMPO: 12 SEMANAS






-529-

HORMIGÓN 7.



TIEMPO: 4 SEMANAS






-530-

HORMIGÓN 7.



TIEMPO: 8 SEMANAS






-531-

HORMIGÓN 7.



TIEMPO: 12 SEMANAS






-532-

HORMIGÓN 8.



TIEMPO: 4 SEMANAS






-533-

HORMIGÓN 8.



TIEMPO: 8 SEMANAS






-534-

HORMIGÓN 8.



TIEMPO: 12 SEMANAS





Dosificación, propiedades y durabilidad en hormigón ...

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