Guia Hormigon Minetti

Guía Práctica:Hormigón Elaborado

tel/fax: 0800 777 6463www.cementosminetti.com.ar

Diseñar y obtener hormigones durables.

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Introducción 3

1. Los constituyentes del hormigón 4

1.1 El cemento 41.2 El agua de amasado y/o curado 81.3 Los agregados 91.4 Los aditivos 14

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido 17

2.1 Composición del hormigón 172.2 Trabajabilidad y consistencia 202.3 Elaboración y transporte 222.4 Uso y compactación 242.5 Curado 262.6 Encofrado 272.7 Hormigonado a temperaturas elevadas 302.8 Hormigonado a bajas temperaturas 32

3. Origen y prevención de los daños al hormigón 34

3.1 Segregación 343.2 Fisuración 353.3 Carbonatación y corrosión de la armadura 383.4 Eflorescencias 393.5 Acción del hielo y de las sales anti-hielo 413.6 Acción de los sulfatos 433.7 Acción de los productos químicos 433.8 Reacción álcali - agregado 453.9 Resistencia al fuego 45

Centro de Atención Minetti 47

Bibliografía 48

Índice

3

el ingeniero encargado del proyecto, el maestromayor de obra y el empresario edilicio encontraránen este prospecto informaciones interesantes yprácticas, especialmente en lo que respecta a larealización de proyectos y a la puesta en marcha.

La Guía Práctica contribuye a eliminar inconve-nientes. Siguiendo sus consejos, el lectorrápidamente se dará cuenta de que no es difícilelaborar un hormigón de buena calidad respetan-do reglas tradicionales y aplicando métodossimples.

Las características específicas de un proyecto pue-den, de todos modos, requerir procedimientosconstructivos particularmente complejos. El buenresultado de tales proyectos requerirá de personalcon un nivel de calificación superior y un controlmuy atento de la puesta en marcha y de la calidad.En estos casos el equipo de Asistentes Técnicos deCementos Minetti pone gustosamente a disposi-ción su gran experiencia en la materia.

Existen numerosas directivas para la elaboración yla colocación del hormigón. Éstas contienen amenudo indicaciones más o menos generales,normalmente insuficientes para aquellos que tra-bajan en obras y se enfrentan directamente conproblemas concretos.

Como productor, Cementos Minetti quiere llenareste vacío publicando la Guía Práctica. Cada esta-dío de la confección y de la elaboración delhormigón está caracterizado por “gajes del oficio”provenientes de la experiencia práctica, transmiti-dos oralmente de persona a persona. La GuíaPráctica hace accesible a todos este importantebagaje de conocimientos. Contiene las informacio-nes y las directivas generales que se encuentranhabitualmente en los manuales y en los textos dereferencia.

La Guía Práctica se orienta a todos aquellos queasumen una función de responsabilidad en laobra: el encargado y/o director de la obra. También

Introducción

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1.1 El cementoGeneralidadesEl cemento es un ligante hidráulico, o sea unasustancia que mezclada con el agua, está en con-diciones de endurecer ya sea estando expuesta alaire libre, como así también debajo del agua. Lapiedra de cemento en vía de formación presentaresistencias elevadas y no se disuelve en el agua.En Argentina los cementos responden a las exi-gencias de las normas IRAM.

HistoriaLos romanos utilizaban en la antigüedad una mez-cla hidráulica compuesta de calcáreos arcillososcon agregados de puzolana o bien harina de late-rita. Con los agregados apropiados, ellos estabanen condiciones de producir el Opus Caementitiumo "cemento romano", precursor de nuestro hormi-gón y que dio origen al término cemento.En 1824, el inglés J. Aspdin, elaboró y patentó unproducto similar al cemento, obtenido mediante lacocción de una mezcla de calcáreos y arcilla fina-mente molida. Este ligante permitía confeccionarun hormigón similar al obtenido con la piedra depórtland (calcáreo muy resistente de la isla depórtland) comúnmente utilizado en Inglaterrapara la construcción. De aquí la denominación"cemento pórtland".

FabricaciónLa fabricación del cemento pórtland consiste en lapreparación de una mezcla de materias primascon granulometría definida, sometida a cocciónhasta el umbral del punto de fusión y finalmentemolida a polvo fino y reactivo: el cemento.Globalmente se pueden distinguir cuatro etapasen la fabricación del cemento:1.Extracción y triturado de la materia prima:Para producir una tonelada de cemento es necesa-rio utilizar por lo menos una tonelada y media demateria prima -calcáreos y arcilla que liberan aguay dióxido de carbono durante la cocción-.La piedra bruta es pretriturada en la cantera (fig. 1.1.1) hasta el tamaño de un puño.

2.Mezclado y reducción de la materia prima hastauna finura similar a la de la harina:Esta etapa prevé el mezclado de las diversas mate-rias primas en las proporciones correspondientes ala composición química óptima. El material que seencuentra en el molino a bolas o vertical (fig.1.1.2) essimultáneamente secado y triturado en fino polvo.A la salida se obtiene la harina cruda que será mez-clada en los silos de homogeneización hasta laobtención de una composición uniforme.3.Cocción de la harina y transformación en clinker:El proceso de cocción a una temperatura de aproxi-madamente 1450ºC es la operación principal en lafabricación del cemento. Antes de entrar en el hornorotativo (fig. 1.1.3), la harina pasa a través de un cam-biador térmico y se calienta a casi 1000ºC. A la salidadel horno el material se presenta bajo la forma declinker incandescente que será rápidamente enfria-do al aire. Los combustibles utilizados son: carbón,petróleo, gas natural y, cada vez más frecuentemen-te, materiales recuperados como solventes, aceitesusados o neumáticos viejos.4.Molienda del clinker con yeso y aditivos:Para obtener el material reactivo deseado, el clin-ker es molido en la unidad de molienda (fig. 1.1.4)con una pequeña cantidad de yeso (regulador defraguado).

Según el tipo de cemento se agregan al clinker, duran-te la molienda, compuestos minerales (calcáreos,puzolana, escoria de alto horno, cenizas volantes) paraformar los llamados cementos pórtland con adiciones.

Control de calidad del cementoLa calidad de los cementos argentinos está garan-tizada por un triple procedimiento:Control interno de la fabricación.Certificación oficial del sistema de gestión decalidad.Control por medio de un organismo externo.

Control interno de la fabricaciónEn todas las fases de la fabricación, desde la can-tera hasta la expedición, se toman y analizanmuestras. Una cuidadosa vigilancia de la produc-ción, garantiza una calidad elevada y constante.El tratamiento estadístico de los resultados de losmuestreos al momento de la expedición, debe res-ponder constantemente a las exigencias previstasen la norma IRAM.

Sistema de gestión de la calidadLa producción de los cementos argentinos respon-de a un sistema de calidad y de managementcertificado según las normas ISO de la serie 9000.

Órgano externo de controlEl control interno de la fabricación se complemen-ta con un órgano independiente de controlexterno. Este control es efectuado con muestrastomadas ad hoc en la cementera y actualmente esllevado a cabo por el INTI.

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1. Los constituyentes del hormigón1.1 El cemento


FIG. 1.1.2 Molino vertical para la reducción a harina de la mezclade materias primas.

FIG. 1.1.3 Horno rotativo, corazón de una cementera.

FIG. 1.1.4 Vista interna de un molino de bolas para el molido delclinker y el yeso.

FIG. 1.1.1 Vehículos pesados trabajando en una cantera.

6 7

• pequeñas placas de hidróxido de calcio(Ca(OH)2), muy alcalinas, sin aporte a la resistenciapero adecuadas para proteger a la armadura de lacorrosión.

Almacenamiento y conservación del cementoEl cemento puede conservarse indefinidamente,sin deteriorarse, en la medida en que esté protegi-do de la humedad, incluyendo la existente en elaire. En las plantas de hormigón, en las obras y enel transporte de larga duración, el cemento tiendea deteriorarse, por lo que deben observarse ciertasprecauciones para su almacenamiento.

Cemento en bolsasEl almacenamiento del cemento embolsado debehacerse en un depósito cerrado impermeable.Se recomienda observar las siguientes reglas:• Apilar las bolsas sobre una plataforma elevada sobreel piso del local, y separar las pilas de las paredes.• Apilar las bolsas de modo de minimizar la circulaciónde aire entre ellas.• Cubrir las pilas con láminas de plástico resistente.• Almacenar las bolsas de modo de ir utilizándolasen el mismo orden en que las fue recibiendo.

Hidratación del cementoEl cemento mezclado con agua reacciona hidra-tándose. Esta reacción libera una cierta cantidadde calor y provoca el progresivo endurecimiento dela pasta de cemento.La hidratación proporciona esencialmente dosproductos principales (fig. 1.1.5):• agujas (silicatos de calcio hidratado o CSH) delento crecimiento con tendencia pronunciada a lacompactación, responsable de la formación deuna matriz densa y resistente;

FIG. 1.1.5 Piedra de cemento endurecida observada al microscopio debarrido electrónico (SEM) (línea blanca = 0,005 mm).

Tabla 1.1.3 Usos y recomendaciones de Cementos de Uso General.

Campo de aplicación de los cementos La tabla 1.1.3 resume los distintos tipos de cementosreconocidos por la Norma IRAM 50.000 como Cementosde Uso General y sus Usos y Recomendaciones.

Los tipos de cemento y su composiciónsegún la norma IRAM 50.000La norma IRAM 50.000 clasifica los cementos enlas categorías indicadas en la tabla 1.1.1.a

Las categorías de resistencia Los cementos están subdivididos en tres catego-rías de resistencia caracterizadas por los valores30, 40, 50, según tabla 1.1.2.

Cemento pórtland normal CPN 100-95 0.5

Cemento pórtland con CPF 94-75 6-25 0-5"filler" calcáreo.

Cemento pórtland con escoria CPE 89-65 11-35 0-5

Cemento pórtland compuesto CPC 94-65 Dos o más, con: 6≤ ( P+E+F)≤35 0-5

Cemento pórtland puzolánico CPP 85-50 15-50 0-5

Cemento de alto horno CAH 65-25 35-75 0-5

Composición (g/100g)TIPO DE CEMENTO Nomenclatura Clinker + Puzolana Escoria Filler Comp.

sulfato de (P) (E) calcáreo minoritarioscalcio

Tabla 1.1.1.a Composición de los cementos según la norma IRAM 50.000

Tabla 1.1.1.bCementos conpropiedades especiales

-ación

de Alta Resistencia Inicial ARI

Moderadamente Resistente a los Sulfatos MRS

Altamente Resistente a los Sulfatos ARS

de Bajo Calor de Hidratación BCH

Resistente a la reacción Alcali - Agregado RRAA

Blanco B

Denominación Designación

Tabla 1.1.2Categoría de resistencia

de los cementos según la norma IRAM 50.000

Nota: En todos los casos, los valores de resistencia obtenidos a los 28 días deberán sermayores que los obtenidos a los 2 días y a los 7 días.

CP 30 -- Mín. 16 Mín. 30 Máx. 50 --

CP 40 Mín. 10 -- Mín. 40 Máx. 60 IRAM 1622

CP 50 Mín. 20 -- Mín. 50 --

Clase de Resistencia a la compresión (MPa) Método deresistencia ensayo

2 días 7 días 28 días

Para ciertas aplicaciones, puede resultar convenienteemplear cementos que posean determinadas pro-piedades especiales, según el siguiente listadodefinido en la norma IRAM 50.001 (tabla 1.1.1.b).



Cementos de Uso General - IRAM 50.000

Usos y Recomendaciones Cemento pórtland de uso general. Se utiliza en todo tipo de estructuras de hormigón armado y pretensado, pavimentos y premoldeados.Cemento pórtland de uso general. Apto para estructuras de hormigón armado, hormigón proyectado, hormigones a la vista y mezclas secas (bloques de hormigón, viguetas, etc.).Cemento pórtland de uso general. Está especialmente recomendado para obras hidráulicas, hormigones en masa, fundaciones y estructuras en medios agresivos.Cemento pórtland de uso general. Particularmente recomendado para obras hidráulicas, hormigones en masa, fundaciones y estructuras. Apto para tratamiento de bases para pavimentos, hormigón compactado a rodillo.Cemento pórtland de uso general. Está especialmente recomendado para obras hidráulicas, hormigones en masa, fundaciones y estructuras en medios agresivos.Cemento pórtland de uso general. Su baja velocidad de reacción lo hace especialmente apto para tratamiento de suelos y reciclados en frío de pavimentos flexibles. Hormigones masivos, hormigón compactado a rodillo.

Tipo de CementoCemento pórtland normalCemento pórtland con “filler” calcáreoCemento pórtland con escoriaCemento pórtland compuesto

Cemento pórtland puzolánicoCemento de alto horno

NomenclaturaCPN

CPF

CPE

CPC

CPP

CAH

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1.3 LOS AGREGADOS

GeneralidadesGeneralmente se entiende por “agregado” a lamezcla de arena y piedra de granulometría va-riable. El hormigón es un material compuestobásicamente por agregados y pasta cementi-cia, elementos de comportamientos biendiferenciados:• Los agregados conforman el esqueleto granulardel hormigón y son el elemento mayoritario yaque representan el 80 - 90% del peso total del hor-migón, por lo que son responsables de gran partede las características del mismo. Los agregadosson generalmente inertes y estables en sus di-mensiones.• La pasta cementicia (mezcla de cemento y agua)es el material activo dentro de la masa de hormi-gón y como tal es en gran medida responsable dela resistencia, variaciones volumétricas y durabili-dad del hormigón. Es la matriz que une loselementos del esqueleto granular entre sí.Cada elemento tiene su rol dentro de la masade hormigón y su proporción en la mezcla esclave para lograr las propiedades deseadas, estoes: trabajabilidad, resistencia, durabilidad yeconomía.

Influencia de los áridos en las propiedades del hormigónEl esqueleto granular está formado por los agrega-

dos que son elementos inertes, generalmente másresistentes que la pasta cementicia y además econó-micos. Por lo tanto conviene colocar la mayorcantidad posible de agregados para lograr un hormi-gón resistente, que no presente grandes variacionesdimensionales y a la vez sea económico.Pero hay un límite en el contenido de agregadosgruesos dado por la trabajabilidad del hormigón.Si la cantidad de agregados gruesos es excesiva, lamezcla se volverá difícil de trabajar y habrá unatendencia de los agregados gruesos a separarsedel mortero (segregación). Llegado este caso sesuele decir que el hormigón es “áspero”, “pedrego-so” y “poco dócil”.En el hormigón fresco, es decir recién elaborado yhasta que comience su fraguado, la pasta cemen-ticia tiene la función de lubricar las partículas deagregado, permitiendo la movilidad de la mezcla.En este aspecto también colabora el agregado fino(arena).La arena debe estar presente en una cantidad mí-nima que permita una buena trabajabilidad ybrinde cohesión a la mezcla. Pero no debe estar enexceso porque perjudicará las resistencias.Se debe optimizar la proporción de cada materialde forma tal que se logren las propiedades desea-das al mínimo costo.

Clasificación:En general los agregados se pueden dividir en es-tos tipos:

Tabla 1.3.1 Relación entre la forma y las características de los granos.

Áridos naturales Áridos trituradosForma Esférica Alargada/aplanada Cúbica Alargada/aplanada

Angulosidad Redondeada Angulosa

Superficie Lisa Áspera

Necesidad de agua

Trabajabilidad

Compactación

Creciente

Decreciente

• Evitar períodos de almacenamiento supe-riores a los 60 días.• No arrojar las bolsas desde lo alto ni arras-trarlas por el piso• Las bolsas inferiores pueden presentar gru-mos blandos de compactación.

Cemento a granel:El cemento almacenado en los grandes silos de lasplantas de cemento de distribución puede perma-necer largos períodos sin deteriorarse.Para minimizar la formación de grumos durosdurante el transporte y almacenamiento a granel,se recomienda:• Inspeccionar periódicamente la estanqueidad delas compuertas de carga de los vehículos de trans-porte a granel.• Mantener las compuertas cerradas cuando no selas usa.• Usar sistemas de aire comprimido con trampasde agua.• Inspeccionar regularmente los silos por posiblesgrumos o pegas.

Indicaciones de seguridadEl cemento es un ligante hidráulico. En contactocon el agua o con la humedad se produce unareacción alcalina. Dentro de lo posible se debe evi-tar el contacto con la piel. En caso de contacto conlos ojos, enjuagar inmediatamente con abundanteagua, y consultar al médico.

1.2 EL agua de amasadoy/o curado

GeneralidadesSe entiende por agua de amasado la cantidadde agua total contenida en el hormigón fresco.Esta cantidad es utilizada para el cálculo de larelación agua/cemento (A/C).El agua de amasado está compuesta por:• El agua agregada a la mezcla.• Humedad superficial de los agregados.• Una cantidad de agua proveniente de losaditivos.El agua de amasado cumple una doble función enla tecnología del hormigón: por un lado permite lahidratación del cemento y por el otro es indispen-sable para asegurar la trabajabilidad y la buenacompactación del hormigón.

Requisitos para el agua de amasadoLos requisitos físicos y químicos que el agua deamasado deberá cumplimentar, están especifi-cados en la norma IRAM 1601. En ella seestablecen los valores en cuanto a su influen-cia sobre el tiempo de fraguado y a laresistencia a la compresión.En cuanto a los requisitos químicos, el agua para elmezclado y/o curado de hormigones deberá cum-plimentar lo establecido en la tabla 1.2.1.

Residuo sólido mg/dm 3 -- 5.000

Materia orgánica, expresada en oxígeno consumido mg/dm 3 -- 3

pH mg/dm 3 5,5 8

Sulfato, expresado como SO 24

- mg/dm 3 -- 1.000

CloruroPara emplear en hormigón simple mg/dm 3 -- 2.000

expresado Para emplear en hormigón armado mg/dm 3 -- 700como Cl- convencional

Para emplear en hormigón pretensado mg/dm 3 -- 500

Hierro, expresado como Fe mg/dm 3 -- 1

REQUISITOS UNIDAD MINIMO MAXIMO

Tabla 1.2.1 Requisitos para el agua de amasado Norma IRAM 1601

1. Los constituyentes del hormigón1.1 El cemento1.2 El agua de amasado y/o curado

1. Los constituyentes del hormigón1.3 Los Agregados

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Para esto las granulometrías deben ser “conti-nuas”, es decir que no debe faltar ningún tamañointermedio de partícula.La pasta cementicia debe recubrir todas las partí-culas de agregado para “lubricarlas” cuando elhormigón está fresco y para unirlas cuando ha en-durecido.Por lo tanto, cuanto mayor sea la superficie de losagregados mayor será la cantidad de pasta nece-saria (fig. 1.3.4).Se ve que el tamaño máximo debe ser el mayorposible, esto es el máximo compatible con la es-tructura a hormigonar. Por ejemplo: para untabique será 19 mm, para un pavimento 50 mm,para el hormigón en masa de una presa 120 mm.

Contenido de finosEl contenido de finos o polvo no se refiere al contenidode arena fina ni a la cantidad de piedras de tamañomenor,sino a la suciedad que presentan los agregados(tamaños inferiores a 0,075 mm).El contenido de finos es importante por dos aspectos:• a mayor suciedad habrá mayor demanda deagua, ya que aumenta la superficie a mojar y por lotanto también aumentará el contenido de cemen-to si se quiere mantener constante la relaciónagua/cemento;• si el polvo está firmemente adherido a los agre-gados, impide una buena unión con la pasta y porlo tanto la interfase mortero-agregado será unazona débil por donde se puede originar la roturadel hormigón.Es difícil apreciar a simple vista si las arenas tienenfinos, pero se puede evaluar cualitativamente delas siguientes maneras:

hace que los huecos dejados por las piedras másgrandes sean ocupados por las del tamaño si-guiente y así sucesivamente hasta llegar a laarena, donde sus diferentes tamaños de granosharán lo propio (fig. 1.3.3).

Partícula de agregado

al dividirla en dos,aparecen nuevas

superficies a cubrircon pasta

al dividir nuevamenteen mitades aumentan

las superficiesa recubrir

FIG. 1.3.3Áridos de granulometría continua - mínimos vacíos

FIG. 1.3.4

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

0.1 1 10

Tamaño de partículas [mm]

Pasa

ntes

acu

mul

ados

[%]

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

0.1 1 10 100

Tamaño de partículas [mm]

Pasa

ntes

acu

mul

ados

[%]

FIG. 1.3.1 Curvas límites para arenas utilizadas enhormigones IRAM 1627 “Agregados para hormigones”

FIG. 1.3.2 Curvas límites para agregados totales parahormigones - Tamaño máximo 26.5 mmIRAM 1627 “Agregados para hormigones”

El tamiz que separa un agregado grueso de un fi-no es el de 4,75 mm. Es decir, todo agregado menora 4,75 mm es un agregado fino (arena).Todos estos agregados pueden ser utilizados paralos hormigones convencionales, aunque las arenasde trituración deben ser necesariamente mezcla-das con arenas de río.Cualquiera sea el tipo de material utilizado, suspartículas deben ser duras y resistentes, ya que elhormigón, como cualquier material, se romperápor su elemento más débil. Si el agregado es demala calidad sus partículas se romperán antes quela pasta cementicia, o el mortero.

GranulometríaSe denomina así a la distribución por tamaños de laspartículas que constituyen un agregado, y se expresacomo el porcentaje en peso de cada tamaño con res-pecto al peso total.Las diferentes fracciones de agregados gruesos seidentifican con dos números que hacen referencia altamaño mínimo y máximo de las mismas (general-mente en mm). Ejemplo: 6-19, 19-30, 10-30, etc.Las arenas suelen caracterizarse con su módulo definura, que es un número que da una idea de lagranulometría del material. A mayor módulo de fi-nura, más gruesa es la arena. En la tabla 1.3.2 semuestra el cálculo de este módulo:

El módulo de finura se calculará como:�

Retenidos acumulados [%] tamiz 9.5 mm

tamiz 150 μm

100 = = 0.0+0.0+6.0+37.6+67.2+86.6+95.3

100 2.93

∑�

9.5 mm 0.0 0.0 0.0 0.0 100.0

4.75 mm 0.0 0.0 0.0 0.0 100.0

2.36 mm 30.0 30.0 6.0 6.0 94.0

1.18 mm 158.0 188.0 31.6 37.6 62.4

600 μm 148.0 336.0 29.6 67.2 32.8

300 μm 97.0 433.0 19.4 86.6 13.4

150 μm 43.5 476.5 8.7 95.3 4.7

Fondo 23.5 500.0 4.7 100.0 0.0

Tamices Retenido Retenido Retenido Retenido PasanteIRAM Individual Acumulado Individual Acumulado Acumulado

[g] [g] [%] [%] [%]

La norma IRAM 1627 -Agregados - Granulometríade los Agregados para Hormigones- establece loslímites de granulometría en los cuales debe estarcomprendida la arena (fig. 1.3.1) y las distintas frac-ciones de agregado grueso a fin de que sean aptospara la elaboración de hormigones.El tamaño máximo de partícula es otro paráme-tro que caracteriza a un agregado. Se define comoel tamiz IRAM de menor abertura a través delcual puede pasar el 95% del agregado.Lo que más importa en el hormigón es la granulo-metría que ha de tener la mezcla de las diferentesfracciones de agregado grueso y la arena (agrega-dos totales). La norma IRAM 1627 también indicalas granulometrías que deben tener las mezclastotales para los diferentes tamaños máximos depiedra (fig. 1.3.2).La importancia de la granulometría de los agrega-dos totales en el hormigón se debe a que, porrazones de economía, mayor resistencia y mayorestabilidad volumétrica, conviene que los agre-gados ocupen la mayor masa del hormigón,compatible con la trabajabilidad.Esto se logra tratando que la mezcla de agregadossea lo más compacta posible, es decir, que la can-tidad de huecos dejada por los agregados seamínima; o sea, lograr la máxima “compacidad”.El tener una distribución por tamaños adecuada

Tabla 1.3.2 Cálculo del módulo de finura de una arena.



12 13

suma el inconveniente de que las arenas ocupan dife-rentes volúmenes de acuerdo a la humedad, por unfenómeno denominado esponjamiento.Este fenómeno hace que una arena de río con 5 - 7 %de humedad incremente su volumen en un 25 % res-pecto de la misma arena en estado seco (fig. 1.3.6).Debemos ajustar la cantidad de agua a agregar alhormigón teniendo en cuenta la humedad de losagregados en el momento de elaborar el hormi-gón, ya que:• si la humedad es alta, aumentará la relaciónagua-cemento y caerán las resistencias;• si es baja, no se logrará la trabajabilidad deseada.

Resistencias mecánicasLa influencia de los agregados en la resistencia delhormigón no sólo es debida a la propia resistenciade éstos, sino también a su forma, textura, limpie-za superficial y absorción.Lo normal es que los hormigones tengan una re-sistencia a compresión comprendida entre 20 y 50MPa. Los agregados comúnmente usados tienenresistencias muy superiores a estos valores.Sin embargo, cuando se quiere producir hormigo-nes de alta resistencia sí es necesario realizar unacuidadosa selección de los agregados, consideran-do su resistencia. En este caso particular elmortero cementicio alcanza resistencias muy al-tas y, por lo tanto, la piedra debe estar a un nivelsimilar o superior.

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

00 5 10 15 20 25 30% Humedad de la arena

% In

crem

ento

de v

olum

en

Arena de río

Arena de trituración

FIG. 1.3.6 Esponjamiento de arenas en función de sucontenido de humedad.

InestabilidadUn agregado se considera inestable cuando suscambios volumétricos pueden afectar la integri-dad del hormigón dando lugar a disgregaciones ofisuras. Las variaciones de volumen en los agrega-dos pueden producirse principalmente en zonasde bajas temperaturas debidas a alternancias en-tre ciclos de hielo y deshielo.Por esto es necesario verificar este aspecto delagregado mediante ensayos adecuados, tales como el tratamiento del agregado con sulfatosódico.

Reacción álcali-agregadoLa reacción álcali-agregado se produce entre losálcalis, generalmente aportados por el cemento, yciertos componentes reactivos que pueden teneralgunos agregados, siempre que existan condicio-nes adecuadas de humedad.Como resultado de esta reacción se produce ungel. Este gel absorbe agua, dando lugar a una hin-chazón importante que puede originar fuertespresiones sobre la pasta de cemento, produciendosu rotura.Es por esto que es necesario evaluar los agregadosdesde el punto de vista de su reactividad alcalinapotencial antes de utilizarlos en un hormigón. Losmétodos de ensayo para esta evaluación requierende 6 meses a 1 año, aunque también se cuenta conensayos acelerados orientadores de esta situación.En ocasiones el ataque se manifiesta en las super-ficies del hormigón en forma de fisuras de “patade gallo”.Este fenómeno es importante en aquellas zonasdel país en las cuales se dispone de agregadosreactivos.

Requerimientos normativosLos requerimientos físico-químicos de losagregados finos y gruesos que garanticen laaptitud para su uso en la elaboración de hor-migones vienen dados en las normas IRAM1512 y 1531 respectivamente.Antes de utilizar un material se debe verificarel cumplimiento de todos estos requerimien-tos a fin de alcanzar en el hormigón la calidadbuscada.

• observando los acopios, pueden notarse en susuperficie costras duras originadas por el deseca-miento de estos finos;• haciendo una simple prueba consistente en colo-car un poco de arena en un recipiente translúcidocon agua, agitar enérgicamente y dejar reposar unpar de minutos. Si la arena está sucia se diferen-ciará claramente en el fondo del recipiente eldepósito de arena y sobre éste, el de material fino.

FormaLa forma del agregado tiene gran influencia en laspropiedades del hormigón fresco y endurecido,particularmente en lo que hace a la docilidad y re-sistencias mecánicas respectivamente.Las partículas redondeadas, como son los cantosrodados, resultan en hormigones muy dóciles, entanto que los agregados triturados dan lugar ahormigones menos trabajables aunque el efectoserá tanto menor cuanto más se aproximen a po-liedros de mayor número de caras (tabla 1.3.1).Las formas elongada y la plana o lajosa dan lugara hormigones de peor calidad. Disminuyen la tra-bajabilidad del hormigón, obligando a un mayoragregado de agua y arena, lo que en definitiva setraduce en una disminución de la resistencia.Además las formas lajosas tienden a orientarse enun plano horizontal, acumulando agua y aire de-bajo de ellas, lo que repercute desfavorablementeen la durabilidad de los hormigones.Por otra parte, aunque el tipo de material sea muyresistente, estas formas debilitan las piedras y sepueden romper en el mezclado y la compactacióndel hormigón.Los agregados triturados, cuando tienen buenaforma, resultan en hormigones con alta resisten-cia a la flexotracción, por lo que son los preferidospara pavimentos para carreteras.

Textura superficialLa textura superficial de los agregados afecta la cali-dad del hormigón en estado fresco y tiene graninfluencia en las resistencias, repercutiendo más en laresistencia a flexotracción que a compresión.La mayor rugosidad superficial de los agregados au-menta la superficie de contacto con la pasta de

FIG. 1.3.5

cemento; haciendo necesaria la utilización de mayorcontenido de pasta para lograr la trabajabilidad de-seada (tabla 1.3.1), pero favorece la adherenciapasta-agregado y así mejora las resistencias. Esto escaracterístico de los agregados de trituración.En el caso de los canto rodados, su superficie es lisa,dan mejor trabajabilidad al hormigón pero menoradherencia pasta-agregado.El caso de los canto rodados triturados plantea unasituación intermedia entre las anteriores.

Absorción y humedadSe denomina absorción a la humedad del agrega-do cuando tiene todos sus poros saturados conagua pero la superficie del mismo está seca. Esteestado se llama saturado superficie seca. Es en es-ta condición como se hacen los cálculos dedosificación para elaborar hormigón.Pero el agregado puede tener diferentes estadosde humedad, como se ilustra a continuación en lafigura 1.3.5Si la piedra o arena tienen una humedad inferior ala absorción, se debe agregar más agua al hormi-gón para compensar la que absorberán losagregados.Por el contrario, si la humedad está por encima dela absorción, el agua a agregar al hormigón serámenor, ya que los agregados aportarán agua.En el caso de las arenas dosificadas en volumen, se

Seco a estufa.Humedad = 0%

Húmedo al aire.Humedad menor que

la absorción.Poros parcialmente llenos de agua.

Saturado superficie seca.Humedad igual a la absorción.

Poros completamentellenos de agua pero

sin humedad superficial.

Con humedad superficial.Humedad mayor a la

absorción.



14 15

éstas acumulan parcialmente el agua en movimien-to en los capilares, reduciendo así el riesgo dedisgregación del conglomerado (fig. 1.4.2) que resul-ta de la formación del hielo.En la mayor parte de los casos, es suficiente unapequeña cantidad de aditivo para obtener el tenordeseado de aire introducido. Este representa 3-6 %del volumen del hormigón. En cada caso se esta-blece que el tenor de aire contenido en elhormigón no depende solamente del tipo y de ladosificación del aditivo sino también de otros fac-tores: tipo de cemento, naturaleza del agregado ycurva granulométrica de la arena, consistencia,temperatura, intensidad y duración del mezclado,presencia de ulteriores aditivos o materialesagregados. La compatibilidad de nuevas combina-ciones debe ser absolutamente probada medianteexámenes preliminares.

RetardadoresEstos aditivos retardan el inicio del fraguado de lapasta de cemento y prolongan el intervalo que sedispone hasta su uso. Se utilizan sobre todo para laconfección de hormigones con característicasparticulares. Las principales aplicaciones de losretardadores son las siguientes:

• Hormigonado a temperaturas elevadas.• Transporte a larga distancia.• Hormigonado de grandes volúmenes o superfi-cies extensas.

• los fluidificantes mejoran la trabajabilidad del hor-migón en presencia de una relación A/C constante(cantidad de agua de mezcla inalterada) (“1”);• por otro lado, si se desea conservar el nivel de tra-bajabilidad, los fluidificantes permiten reducir lacantidad de agua necesaria y en consecuencia larelación A/C (“2”). En este caso aumentan la resis-tencia y la impermeabilidad;• se puede además, si bien en forma controlada,conjugar los dos efectos, mejorando la trabajabili-dad y reduciendo la relación A/C (“3”).Finalmente, y no por esto de menor importancia, secitan la ventaja económica, la mayor trabajabilidad ylas mejores características finales del hormigón quederivan del agregado de fluidificantes.Un posible efecto secundario que se puede dar se-guidamente al uso de fluidificantes es una ciertademora en el fraguado. Aquí entran en juego lascaracterísticas del cemento y de los agregadosusados. Por esto se recomienda verificar la compa-tibilidad entre los constituyentes y los aditivos,sobre todo en el caso de dosificaciones elevadasde aditivo o también cuando se trabaja con másde un aditivo simultáneamente.

Incorporadores de aireEl rol de los aireadores es introducir en el hormi-gón millones de pequeñas burbujas de aire condiámetro comprendido entre 50 y 300 μm. De es-ta manera se mejora sensiblemente la resistenciaal hielo y a las sales anti-hielo (ver cap. 3.5). Comoresultado además se obtiene el mejoramiento de la trabajabilidad y la disminución de la segregación.Regla práctica: el 1 % de aire introducido en el hor-migón corresponde a una disminución de lacantidad de agua de amasado igual a 5 l/m3 y pro-duce una trabajabilidad similar a la que seobtendría con el agregado de 10-15 kg de agrega-dos finos.La pérdida de resistencia es un efecto indeseableque se produce con el uso de los incorporadoresde aire.Regla práctica: a cada 1 % de aire ocluido corres-ponde una pérdida de resistencia igual de 1 a 3 Mpa.Las burbujas introducidas en el hormigón fresco per-sisten en el hormigón endurecido. En caso de hielo,

Aire

Aire

Agua

Hielo

FIG. 1.4.2 Formación de hielo.

Tabla 1.4.1 Efectos principales de los aditivos.

Fluidificantes Reducción de la necesidad de agua y/o mejoramiento de la

trabajabilidad.

Súper-fluidificantes Pronunciada reducción de la necesidad de agua y/o mejoramiento de

la trabajabilidad para la obtención de un hormigón fluido.

Incorporadores de aires Producción y dispersión de minúsculas burbujas de aire en la masa

del hormigón para una mejor resistencia al hielo / sales anti-hielo.

Retardadores de fragüe Demora en el inicio del fraguado del hormigón.

Aceleradores de fragüe Aceleración del fraguado y del endurecimiento del hormigón, sobre

todo a bajas temperaturas.

Aditivo Efectos principales

1.4. LOS ADITIVOS

Definición y clasificaciónLos aditivos son sustancias que se agregan al hormi-gón. A través de sus acciones químicas y/o físicas,estas sustancias modifican determinadas característi-cas del hormigón fresco y del endurecido, como elfraguado, la trabajabilidad, el endurecimiento.El uso de los aditivos se justifica por razones técnicas yeconómicas. Determinadas características del hormi-gón fresco y del endurecido no pueden realizarse sin elagregado de aditivos. Éstos pueden contribuir a dismi-nuir el costo de la mano de obra y de los materiales.Además permiten el ahorro de energía y facilitan la co-locación del hormigón.Las especificaciones y requerimientos de los aditivospara hormigón se encuentran en la norma IRAM 1663.

DosificaciónLos aditivos son agregados generalmente en formalíquida en pequeñas cantidades en el momento delmezclado. Su porcentual en peso con respecto al ce-mento se sitúa habitualmente entre 0,2 y 2 %. Detodos modos, la dosificación debe hacerse siguien-do las indicaciones del productor.En la preparación de la fórmula del hormigón seránecesario tener en cuenta la parte de líquido intro-ducida para dosificaciones superiores a 1 %. Deigual forma se tendrá presente la cantidad de aire in-troducida a la mezcla por medio de aireadores. Esnecesario evitar las dosificaciones inferiores al nivel deprecisión de las balanzas convencionales. La dosifica- FIG. 1.4.1 Efecto de un superfluidificante (SF).

Relación A/C

Cons

isten

cia d

eter

min

ada

por e

xten

dido

60

55

50

45

40

35

0,5 0,6 0,7

Con SF

Sin SF3

2

1

ción en defecto se manifiesta en la disminución rápi-da del efecto deseado, mientras que la dosificación enexceso puede tener efectos indeseables como demo-ras en el fraguado, la segregación o la pérdida deresistencia a la compresión.

Tipos principales de aditivos Fluidificantes (F, SF)Los fluidificantes (F) y los superfluidificantes (SF) de-cididamente son los aditivos más utilizados para laelaboración del hormigón. La eficacia de estos aditi-vos está claramente representada en la fig. 1.4.1.

1. Los constituyentes del hormigón1.4 Los Aditivos


16 17

Trabajabilidad ++ - + +

Segregación/bleeding + - +

Fraguado - aceleración ++

- retardo ++

Comportamiento frente al bombeo +

Resistencia inicial + ++ - -

Resistencia final + - + -

Permeabilidad + - +

Resistencia al hielo en presencia de sales + - - ++

anti-hielo

Hormigonado a bajas temp. + + -

Hormigonado a temp. elevadas - +

++efecto deseado + efecto positivo - riesgo de efectos no deseados

Fluidificante Acelerantes Retardadores IncorporadoresEfecto sobre de fragüe de fragüe de aire

Tabla 1.4.2 Efectos de cuatro tipos principales de aditivos.

FIG. 2.1.1 Composicióndel hormigón

En % de la masa de

los constituyentes

En % del volumen de

los constituyentes

7-1514-19

2-6

22-32

30-48

9-18

6-9

23-35

33-55

93-95

4-60,5-1

En % de la superficie

de los granos

Cemento

Agua

Aire

Arena

Piedra

2.1 COMPOSICIÓN DEL HORMIGÓNEn la figura 2.1.1 se nota claramente cómo los agre-gados constituyen el elemento predominante delhormigón, ya sea desde el punto de vista volumé-trico como en relación al peso. A fin de asegurar latrabajabilidad del hormigón fresco como así tam-bién la hidratación del cemento, el agua deamasado debe mojar completamente la superficiede los granos de la mezcla. Es entonces interesan-te observar los constituyentes del hormigón desdela óptica de la superficie que aportan. En este sen-tido, sin dudas el cemento es el elementodominante. Este es además el único componenteque, reaccionando con el agua, está en condicio-nes de desarrollar resistencias mecánicas.

• Supresión de las juntas de trabajo en caso depausas de trabajo programadas (ninguna discon-tinuidad entre las etapas de trabajo).• Atenuación de la liberación de calor derivado dela hidratación en el hormigón masivo.Un hormigón con agregado de retardante endu-rece más lentamente en la fase inicial (fig. 1.4.3),pero desarrolla resistencias después de 28 días, amenudo levemente más elevadas que el hormi-gón convencional. A causa del endurecimientoinicial retardado, el hormigón con agregado de re-tardadores necesita de un cuidado particular.Dado que el efecto deseado depende fuertemen-te del tipo de retardante como también delcemento utilizado y de la temperatura ambiental,es absolutamente indispensable la ejecución deexámenes preliminares a diversas temperaturas.En el caso de una dosificación en exceso, el efectode los retardadores puede llegar a inhibir el fra-guado o, por el contrario, invertir su efecto,transformándolos en acelerantes.

Acelerantes Los acelerantes y los productos anti-hielo aceleranel inicio del fraguado y liberan más rápidamente elcalor de hidratación. La mayor parte de estos aditi-vos acelera también el endurecimiento delhormigón. Estos permiten además desencofrar,someter a cargas o también exponer el hormigónal hielo dentro de un período de tiempo bastantemás corto.El efecto de aceleración depende en gran medida

de su constitución química y de la del cemento uti-lizado. Prácticamente, éstos causan siempre unapérdida más o menos importante de la resistenciafinal del hormigón (tabla 1.4.2).En el caso de una dosificación excesiva, se observauna demora más que una aceleración del fragua-do y el endurecimiento (efecto contrario).Los acelerantes en base a cloruros usados en el pa-sado dejaron de utilizarse porque favorecen laacción corrosiva de la armadura.Siendo difícil cuantificar su efecto, los acelerantesson utilizados sólo en casos particulares:• Hormigón proyectado.• Hormigonado a bajas temperaturas.• Intervalo de desencofrado muy corto.• Hormigonado en contacto con aguas en escurri-miento.• Anclajes.• Trabajos de reparación.• Impermeabilización rápida de infiltraciones de agua.No obstante que el agregado de los aditivos permitea menudo obtener interesantes prestaciones, no sedebe olvidar el hecho de que éstos introducen unamayor complejidad en el sistema agregado - agua -cemento. Por esta razón el uso de los aditivos requie-re mucha atención por parte del usuario.La mezcla de determinados aditivos puede tam-bién producir reacciones no deseadas. Por estemotivo se aconseja no mezclar los aditivos queprovienen de distintos productores.

40

30

20

10

0 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50

Hormigón de referencia

Hormigón acelerado

Hormigón retardado

Tiempo (días)

Resis

tenc

ia a

la co

mpr

esió

n (M

Pa)

FIG. 1.4.3 Resistencia mecánica del hormigón: efecto de losretardadores y de los acelerantes.


2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.1 Composición del hormigón

19

durante la hidratación y también por una reducidaporosidad del hormigón. A los fines de que estaprotección esté siempre asegurada, el reglamentoCIRSOC 201 prescribe que el hormigón contengacomo mínimo 280 kg de cemento por m3 de hor-migón. Esta dosificación puede ser a vecesreducida a 200 kg/m3 para los elementos de hor-migón masivo armado que no están expuestos amedios agresivos y cuyos recubrimientos de arma-duras igualan o superan los 10 cm.Para el hormigón a la vista o también cuando seusan agregados triturados, se recomienda aumen-tar la dosificación de cemento en el orden del 10 %.

Porosidad del hormigón Una mezcla de agregados bien proporcionada, quesigue una curva granulométrica continua, produ-cirá un hormigón de buena trabajabilidad, elevadacohesión y una reducida tendencia a la segrega-ción. Al mismo tiempo ésta será poco porosa y porlo tanto dispondrá de una durabilidad prolongada(figs. 2.1.3 y 2.1.4).Las mezclas a granulometría discontinua deberíanser utilizadas solamente en casos especiales en loscuales se apunta a ventajas específicas, como porejemplo un mejor comportamiento al bombeo.Para este tipo de composición es absolutamentenecesario que las fracciones granulométricas ha-yan sido clasificadas con cuidado.

Cálculo volumétricoEl cálculo de la composición ponderado de un hor-migón se basa sobre el volumen absoluto que

cada componente ocupa en 1 m3 o también en1000 l de hormigón puesto en uso. Este volumense obtiene dividiendo el peso de cada componentepor el peso específico:

Volumen [l] = peso [kg]Peso específico [kg/l]

Dejando de lado los agregados, el peso de los res-tantes componentes es conocido por condicionesde resistencia, durabilidad y trabajabilidad:

• El cemento.• El agua total.• Los aditivos.

Es necesario además tener en cuenta el volumenocupado por el aire ocluido (en general 1,0-1,5 %) opor el aire incorporado artificialmente en el inte-rior del hormigón.El ejemplo siguiente propone un esquema de cál-culo para el cómputo del peso de los agregados (8)y la masa volumétrica del hormigón fresco (10) almomento de la preparación de la dosificación.

EjemploRequisitos:Dosificación del cemento: 325 kg/m3

Relación A/C: 0,48Fluidificante: 1,0 % del peso del cemento(aprox. 3 kg).

FIG. 2.1.3 Un hormigón monogranular presenta un elevadotenor de vacíos: su porosidad es elevada (representaciónesquemática).

FIG. 2.1.4 Un hormigón con granulometría continuapresenta un tenor de vacíos óptimo: su porosidad esreducida (representación esquemática).

Dosificación del hormigónPara la determinación de la composición del hor-migón, o sea su dosificación, es necesario que losproductores tengan en cuenta sobre todo las si-guientes características:• Trabajabilidad.• Resistencia mecánica.• Durabilidad.• Costo.

Importancia de la relación agua/cemento(relación A/C)La relación A/C es uno de los factores clave que tie-nen influencia sobre el conjunto de propiedadesdel hormigón (fig. 2.1.2). Describiendo las propie-dades que debe tener el hormigón, el ingenierofija a menudo la relación A/C. De todos modos enla práctica es relativamente difícil medir con preci-sión el contenido de agua en el hormigón. Es poresto que, muchas veces, en el momento de la ela-boración, se hace referencia a la medida deconsistencia. Como la consistencia está en estre-cha relación con el contenido de agua, resulta mássimple determinar las variaciones en el contenidode agua de un hormigón determinado a través delos cambios en su consistencia. Con cierta expe-riencia, este método ofrece una precisiónaceptable.

Elección de la relación agua/cementoLa elección de la relación A/C depende principal-mente de la agresividad del ambiente al queestará expuesto el hormigón y de los requisitosmecánicos que el hormigón endurecido debe satisfacer.El reglamento CIRSOC 201, no formula una exigenciaprecisa de la relación A/C, sin embargo establece lí-mites máximos para una cantidad determinada decasos. La práctica muestra que es más bien difícil ob-tener una relación A/C menor a 0,45 y al mismotiempo una trabajabilidad normal.

Dosificación mínima de cementoUna dosificación de cemento suficiente protege laarmadura de la corrosión. Esta protección es ase-gurada por la fuerte alcalinidad que proporcionanlos álcalis y el hidróxido de calcio que se forma

FIG. 2.1.2 Influencia de la relación A/C sobre lascaracterísticas del hormigón.

Relación A/Cbaja

Resistenciamecánica

Absorcióncapilar

Contracción

Segregación

Durabilidad

Hormigónfresco

Relación A/Celevada

elevada débil

elevadadébil

elevadadébil

elevadadébilexudación

buenaconservación de la superficie

resquebrajadurade la superficie



18

20 21

ces verificar al comienzo la trabajabilidad del hor-migón y corregir la consistencia en caso de sernecesario.En el caso de un cambio en la fuente de aprovisio-namiento de los agregados o en la curvagranulométrica de los mismos, será necesario con-trolar los valores de consistencia prescritos para eltrabajo en curso.

Los fluidificantes mejoran la consistenciaGracias a los fluidificantes, en particular a lossuperfluidificantes, es posible confeccionarhormigones con relaciones A/C= 0,5 ó menoresy con consistencias plástica - blanda - fluida.El mejoramiento de la consistencia no deberíanunca ser realizado mediante el posterior agre-gado de agua.

FIG. 2.2.1 Método de lamesa de Graff.

FIG. 2.2.2Asentamiento enel cono deAbrams

Tabla 2.2.1 Campos de consistencia y métodos de ensayo.La tabla es conceptual, por valores normalizados remitirse a la norma IRAM 1666 y reglamento CIRSOC 201.

Campos de Extendido Asentamientoconsistencia E= ø (mm) A = s (mm)

Rígida Inapropiada Inapropiado

Plástica 300-400 10-70

Blanda 410-500 80-150

Fluida > o = 510 > o = 160

Influencia de otras características delhormigón sobre su consistencia.Además de los aditivos, muchos otros factorestienen influencia sobre la consistencia. La modifi-cación de factores aislados o también la de unconjunto de ellos, no actúan solamente sobre laconsistencia sino también sobre la resistencia (yotras características) del hormigón, a menudo ensentido opuesto.La tabla 2.2.2 muestra los efectos sobre la consis-tencia y la resistencia al variar determinadosparámetros de base del hormigón.

La trabajabilidad disminuye conel tiempoEs inevitable que la mezcla se vaya rigidizando lue-go de terminada la fase de mezclado, hecho ésteque se traduce en un empeoramiento de la traba-jabilidad (fig. 2.2.3). Nótese al respecto que el valornominal utilizado puede referirse al de finaliza-

Cemento 325 3,15 325/3,15=103 (1)

Agua total 1) 156 1,00 156 (2)

Fluidificante 3 1,00 aprox. 3 (3)

Aire ocluido -- -- 15 (4)

Subtotal 484 (6) 277 (5)

Agregados secos 723x2,70= 1.952 (8) 2,70 1.000-277= 723 (7)

Hormigón fresco 484+1.952= 2.436 (9) Masa volumétrica 2,436 (10) 277+723= 1.000

Cálculo por 1m3 1.000 litros

Constituyente Peso (kg) Peso específico Volumen ( l )(kg/l)

Tabla 2.1.11)Agua total = agua de la mezcla + agua (o humedad) de los agregados (1)-(10): orden de cálculo.

2.2 TRABAJABILIDAD Y CONSISTENCIA

Importancia de la trabajabilidadUna buena trabajabilidad facilita el transporte y eluso del hormigón, o sea la colocación en los enco-frados y la compactación. Además, ésta influyefavorablemente en el costo de estas operaciones.En cuanto al hormigón endurecido, su resistencia ysobre todo su durabilidad, dependen directamen-te de una buena preparación, de un desencofradoperfecto y de una compactación adecuada, opera-ciones éstas que pueden llevarse a cabo de modocorrecto sólo si la trabajabilidad es adecuada.

Definición de la trabajabilidad y la consistenciaEl concepto de trabajabilidad del hormigón no res-ponde a una definición precisa. Este engloba

varias propiedades interdependientes como laconsistencia, la cohesión (adherencia interna), latendencia a la homogeneidad, la plasticidad y la ti-xotropía. Desde el punto de vista científico, laconsistencia resulta del frotamiento interno delconjunto de las partículas suspendidas en el aguade amasado, y puede ser estimada prácticamentemediante diversos métodos de examen.

Métodos de examen para la consistenciaEn Argentina se utilizan corrientemente dos mé-todos de examen para la valoración de laconsistencia del hormigón: el método de asenta-miento en el cono de Abrams y el método deextendido en la mesa de Graff.Estos dos métodos (figs. 2.2.1 y 2.2.2) no son reco-mendables de la misma manera en los diversoscampos de consistencia.La tabla 2.2.1 indica los métodos más apropiadospara cada sector de consistencia como tambiénlos valores característicos.

Control de la trabajabilidad en el iniciodel hormigonadoValores de consistencia similares para hormigonesprovenientes de hormigoneras distintas no garan-tizan una trabajabilidad rigurosamente idéntica.Los resultados pueden ser influenciados por laelección de los constituyentes como también porel método de elaboración. Se recomienda enton-

Premisa:Porosidad normal, aire ocluido 1,5 % del volumendel hormigón (= 15 l).Para obtener la dosificación efectiva a aplicar, sedeberá obviamente aumentar cada fracción gra-nular con el peso de la humedad contenida(generalmente 4-6% para la arena y 1-3 % para lapiedra). Se deberá además reducir proporcional-mente el agua total con el objetivo de obtener lacantidad de agua de la mezcla (tabla 2.1.1).

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.2 Trabajabilidad y consistencia

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.1 Composición del hormigón 2.2 Trabajabilidad y consistencia

22 23

100

80

60

40

20

0 10 20 30 40 50 60 70Tiempo de mezclado [segundos]

Hom

ogen

eida

d [%

]

FIG. 2.3.1 Relación entre el tiempo de mezclado y el grado dehomogeneidad de una mezcla.

Tiempo de mezcladoDefinición:Tiempo de mezclado = duración del mezclado apartir del momento en el cual el agua hace contac-to con el cemento en la hormigonera.El tiempo de mezclado varía según el tipo de equi-po utilizado y debe ser determinado medianteexámenes preliminares apropiados.Si se necesita agregar agua, se debe prolongar enconsecuencia el tiempo de mezclado.Considerando el grado de homogeneidad de lamasa en función al tiempo de mezclado, se consta-ta que la homogeneidad crece muy rápidamente alcomienzo para luego acercarse asintóticamente alvalor máximo teórico de 100% (figs. 2.3.1 y 2.3.2).

144

130

115

101

86

72

58

43

29

14

010 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Tiempo de mezclado

Intro-ducciónde los constitu-yentes

Inicio del mezclado

Obtenciónde la homogeneidad

Vaciadode lahormigonera

Mejoramiento despreciablede la homogeneidad

Pote

ncia

cons

umid

a [K

w]

60 segundos

FIG. 2.3.2 Diagrama típico de la potencia de corriente eléctrica consumida por la hormigonera durante el mezclado.

La experiencia práctica y un gran número de exá-menes han demostrado que, además de lahomogeneidad, otros factores asumen un rol im-portante para la calidad del hormigón. Así porejemplo, un mezclado enérgico favorece la dis-persión del cemento (fig. 2.3.3).La norma IRAM 1666 parte II, establece los tiem-pos de mezclado para distintas condiciones deelaboración.

Transporte del hormigónEl hormigón elaborado debe ser transportado lomás velozmente posible desde la hormigonera a laobra. Obviamente debe ser usado rápidamentepara poder conservar su calidad.La calidad del camino influye fuertemente en lasegregación de la mezcla, en relación a esto, sólolas motohormigoneras están en condiciones degarantizar un transporte adecuado de un hormi-gón con consistencia plástica – blanda.Al llegar a la obra, el responsable de los trabajosdebe controlar el parte de entrega y la calidad, almenos de las primeras cargas. Si el hormigón estransportado por motohormigonera, es necesarioque éste sea mezclado al momento del arribo por1-2 minutos antes de ser descargado, sobre todocuando se trata de hormigones con aditivo incor-porador de aire.El agregado de agua suplementaria debe ser evita-do en la medida de lo posible, dado que estaúltima está fuera de control y no se distribuye en

FIG. 2.2.3 Relación entre el tiempo que transcurre luego determinado el mezclado y la consistencia.

15

12,5

10

5

2,50

0 30 60 90Tiempo [min]

Asen

tam

ient

o [c

m]

Temperatura Ambiente 21ºC

Temperatura Ambiente 32ºC

Mejoramiento de la continuidad en la granulometría

Aumento del tenor en agregados redondos

Aumento del tenor en agregados triturados

Aumento del agua de la mezcla

Aumento de la temperatura del hormigón fresco

Empleo de superfluidificantes

Empleo de incorporadores de aire

Empleo de retardadores

Efecto favorable Efecto desfavorable Ningún efecto particular

Efecto sobre la Efecto sobre Variación consistencia la resistencia a la

compresión

Tabla 2.2.2 Efecto de la variación de diversos parámetros sobre la consistencia y la resistencia del hormigón.

2.3. ELABORACIÓN Y TRANSPORTE

Dosificación de los componentesLa correcta elaboración de un hormigón para unadeterminada composición, depende en gran medi-da del equipamiento del cual se dispone en laobra. Los dispositivos de dosificación y pesaje de-ben garantizar la determinación exacta de las

ción del mezclado o también al momento de abas-tecimiento en obra. Este efecto se nota sobre todoen presencia de condiciones atmosféricas particu-larmente calurosas, como así también operandocon cemento de fraguado rápido.

proporciones requeridas de los componentes:cemento, agregados, agua de amasado y aditivos.A veces estas operaciones son efectuadas consistemas poco adecuados como son los de dosifi-cación volumétrica.El orden con el cual los componentes son introdu-cidos en la hormigonera, reviste gran importanciay debe ser objeto de exámenes preliminares.Este influye sobre todo en:• la buena dispersión de los componentes;• la eficacia del mezclado;• el efecto óptimo de los aditivos;• el rendimiento de la instalación;• el desgaste.

Mezclado de los componentesLa función de la hormigonera es la de combinarcada uno de los componentes en una mezclaperfectamente homogénea garantizando lo siguiente:• intensidad de mezclado elevada;• dispersión rápida de los componentes;• recubrimiento óptimo de los agregados por me-dio de la pasta de cemento;• llenado y vaciado rápido;• desgaste mínimo.A cada tipo de hormigonera corresponde un límitede carga mínimo por debajo del cual la homoge-neidad no puede ser garantizada.

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.3 Elaboración y transporte

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.2 Trabajabilidad y consistencia2.3 Elaboración y transporte

24 25

Tabla 2.4.1 Sistemas de transporte del hormigón en función a su consistencia.

Cinta transportadora

Grúa

Tubo vertical

Bomba

Plano inclinado (largo máx. 3 m)

Canal inclinado

Colocación mediante Consistencia del hormigónRígida Plástica Blanda Fluida

de haberlo dejado un breve tiempo en la profundi-dad máxima, debe ser levantado suavemente yfinalmente extraído de forma tal que la superficiedel hormigón vuelva por sí sola a tomar forma. Sila apertura dejada por el vibrador a aguja no tomasu forma por sí sola, significa que la consistenciadel hormigón es demasiado rígida, que el fragua-do ya se inició, o que el tiempo de vibración no essuficiente.• No es correcto distribuir el hormigón utilizandoel vibrador a aguja.• La distancia entre los puntos de inmersión de laaguja debe ser elegida de manera tal que los cam-pos de acción se superpongan ligeramente.• Es necesario suspender la vibración cuando en lasuperficie se forma un sutil estrato de mezcla finay las grandes burbujas de aire comienzan a aflorarde modo esporádico.• Si se coloca hormigón “fresco sobre fresco”, el vi-brador a aguja debe penetrar a una profundidadde 10-15 cm en el estrato inferior para poder ase-gurar la continuidad y homogeneidad entre losdistintos estratos (fig. 2.4.1).

< 40 30 25

40-60 50 40

> 60 80 70

Diámetro Diámetro Distancia entre de la aguja del campo de los puntos de

(mm) acción (cm) inmersión (cm)

Tabla 2.4.2 Campo de acción y distancia entre puntos deaplicación del vibrador.

FIG. 2.4.1 Uso en capas y distancia entrelos puntos de compactación.

Aguja vibrante

Estrato compactado

Puntos de compactaciónSuperficie del estratono compactado

10-15cm

Regla práctica:Distancia entre los puntos de inmersión = 10 veces el diámetro de la aguja.

Revibrado Introduciendo el vibrador en la masa de hormigónprecompactada (antes del inicio del fraguado), sepuede mejorar ulteriormente la compacidad. Estatécnica es ideal sobre todo para los hormigonescon valores elevados de A/C, con reducida reten-ción de agua o también para aquellos en los cualesla colocación ha sido difícil. De esta manera sepueden llenar los vacíos producidos por el asenta-miento del hormigón fresco alrededor de laarmadura horizontal. La condición necesaria paralograr un buen revibrado es que éste sea llevado acabo en el momento justo, cuando el hormigón es-tá todavía trabajable. El revibrado es la tarea másdifícil y debería ser llevada a cabo por personal especializado.

40

30

20

10

30 60 120 180Tiempo de mezclado [segundos]

Resis

tenc

ia a

la co

mpr

esió

n [M

Pa]

28 Días

7 Días

2 Días

FIG. 2.3.3 Influencia del tiempo de mezclado sobre elaumento de la resistencia del hormigón.

2.4 USO Y COMPACTACIÓN

Transporte y colocaciónLa tabla 2.4.1 indica los principales sistemas detransporte del hormigón en función de su consis-tencia y de las particularidades de las obras.El volumen suministrado y los sistemas de trans-porte del hormigón deben ser armónicos entreellos. La colocación del hormigón se debe realizar aun ritmo constante en estratos horizontales deespesor lo más regulares posibles. Para evitar la

modo óptimo. De todos modos, si el responsablede los trabajos considera absolutamente nece-sario un agregado, este hecho deberá sermencionado en el remito de entrega. El agregadode agua no se debe realizar bajo ningún punto devista en vehículos no aptos para el mezclado.Si un vehículo no puede ser descargado en el mo-mento de su arribo a la obra, debe esperar en unlugar protegido (a la sombra o bajo techo). Si la es-pera se prolonga, el hormigón sólo podrá serutilizado para trabajos secundarios o provisorios(rellenados, caminos de obras, etc.).

segregación, la altura de la caída no debería supe-rar los 50 cm. Si la distancia a la superficie superalos 2 m, el hormigón debería ser colocado con elauxilio de tubos o de flexibles.

CompactaciónUna compactación adecuada es esencial para ladurabilidad del hormigón.Las ventajas de un hormigón compacto son las siguientes:

• elevada impermeabilidad;• mejor durabilidad;• elevada resistencia a la compresión;• mejor adherencia del hormigón a la armadura.

Métodos de compactaciónLa elección del método de compactación dependede la consistencia del hormigón.El método más utilizado y también el más eficazconsiste en tratar el hormigón con vibradores in-ternos (vibradores a aguja) o también vibradoresexternos (vibradores para el encofrado). Muchasveces se recurre también a la combinación de es-tos métodos.La vibración hace que los granos de los agregadosse acerquen entre sí, el aire suba a la superficie ylos vacíos se rellenen con la pasta de cemento. Apesar de esto, en el interior de la matriz de hormi-gón queda aire que se define como “aire ocluido” yque ocupa aproximadamente un 1,5 % del volu-men del hormigón, dependiendo del tamañomáximo del agregado utilizado.

Campos de aplicación de los vibradoresa aguja a alta frecuencia (tabla 2.4.2)La experiencia muestra que la frecuencia de 12.000vibraciones por minuto es la más adecuada para loshormigones convencionales. Para hormigones de gra-nulometría fina es necesario aumentar la frecuenciahasta las 18.000 vibraciones por minuto.

Las reglas de compactación• El vibrador a aguja es introducido en el hormigónen forma rápida y a distancias regulares; después

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.4 Uso y compactación

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.3 Elaboración y transporte2.4 Uso y compactación

26 27

Velocidad de deshidratación (Evaporación)La velocidad de deshidratación depende de los siguientes factores:• Temperatura del aire.• Temperatura del hormigón.• Humedad relativa del aire.• Velocidad del viento.Las figs. 2.5.4 y 2.5.5 ilustran la acción de estos factores.

40

30

20

10

01 3 7 28 90

Edad del hormigón [días]

Resi

sten

cia

a la

com

pres

ión

[MPa

]

Mantenimiento permanentedel ambiente húmedo

Ambientehúmedodurante7 días

Sinmantenerambientehúmedo

4

3

2

1

00 6 12 18 24Tiempo [horas]

Cont

racc

ión

plás

tica

[mm

/m]

Hormigón no protegidovelocidad del viento = 20 km/h

Hormigón no protegidovelocidad del viento = 10 km/h

Hormigón protegido con compuestosformadores de membrana

FIG. 2.5.4 Efecto del mantenimiento de unambiente húmedo sobre el desarrollo de lasresistencias del hormigón.

FIG. 2.5.5 Contracción del hormigón fresco(protegido y no) como consecuencia de condicionesmeteorológicas adversas.

Diferencias extremas de temperaturaEl hormigón se dilata con el calor y se contrae conel frío. Si estas deformaciones son impedidas otambién si el salto térmico es grande, pueden for-marse tensiones internas. En el caso en que lastensiones internas del hormigón fresco son másgrandes que la resistencia a la tracción, se forma-rán fisuras. Por esta razón es necesario evitarsometer al hormigón aún sin endurecer a conside-rables amplitudes térmicas entre el núcleo y lasuperficie.La tabla 2.5.1 muestra una selección de medi-das de protección capaces de defender alhormigón de los saltos de temperatura (véasesobre este tema también el capítulo 3.2 sobrela formación de fisuras).

Medidas para el curadoEl método aplicado (tabla 2.5.1) y la duración delcurado dependen esencialmente del ambientecircundante y del tipo de hormigón.

IntemperieLas distintas condiciones del medio ambiente pue-den alterar las propiedades del hormigón fresco, locual también modificará las propiedades del hor-migón endurecido.

2.6. ENCOFRADOEl encofrado contribuye en buena parte al éxito deuna construcción. Éste condiciona ya sea el aspec-to como así también el color de la superficie yotorga al hormigón su dimensión arquitectónica.No obstante esto, muchas veces sucede que no sele dedica la debida atención.

Elección del encofradoEl constructor se ocupa generalmente de la elec-ción del encofrado basándose en los siguientescriterios:

• Tipo de obra o de elemento constructivo.• Requisitos de calidad de la superficie de hormigón.• Número de posibles reutilizaciones del encofrado.• Dificultad de montaje.• Capacidad de aislamiento térmico.• Precio.

2.5 CURADO

Objetivo del curadoSe entiende por curado el conjunto de medidasque tienen la función de proteger el hormigón,desde el momento de la colocación hasta el desa-rrollo de resistencias suficientes, mejorando así lacalidad.Uno de los mayores peligros para el hormigónfresco es la deshidratación precoz: ésta se inicia ensuperficie y se propaga en profundidad impidien-do una buena hidratación de la pasta de cemento.Esta debe poseer una densidad elevada y de estemodo una porosidad mínima, sobre todo en las zo-nas directamente bajo la superficie. Sólo así lapasta de cemento está en condiciones de oponerresistencia a las agresiones externas y a la carbo-natación antes de que alcancen la armadura.

El curado debe proteger al hormigón de:

• Deshidratación precoz debida al viento, al sol, alfrío seco.• Temperaturas extremas (calor – frío y grandesamplitudes térmicas).• Intemperie.• Acción prematura de sustancias nocivas comoaceites, y otras.

Deshidratación precozEs muy importante que las medidas de proteccióncontra la deshidratación precoz sean fijadas desdela colocación del hormigón, dado que la pérdidaprematura de agua en superficie es muy grave.Posible efectos no deseados:• Aparición de importantes fisuras de contracciónplástica (ver cap. 3.2., “Formación de fisuras”).• Pérdida de resistencia.• Tendencia al desarenado de la superficie.• Reducción de la impermeabilidad y de la durabi-lidad.• Disminución de la resistencia al desgaste.

Medidas de protección contra la deshidratación precoz del hormigón• Retardar el desencofrado.• Cubrir con láminas plásticas (fig. 2.5.1).• Cubrir con paños aislantes (fig. 2.5.2).• Cubrir con un estrato protector de manera demantener la humedad (yute, paños geotextiles).• Rociar con un agente protector líquido (com-puestos formadores de membrana, fig. 2.5.3).• Regar continuamente con agua.• Conservar los elementos de hormigón bajo agua.• Combinar más métodos protectores.

FIG. 2.5.3 Regado de un compuesto formador demembrana sobre una calle de hormigón.

FIG. 2.5.1 Cobertura de un techo de hormigóncon una lámina de plástico.

FIG.2.5.2 Protecciónaislante de una pilastra.

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.5 Curado2.6 Encofrado

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.5 Curado

28 29

Los encofrados no absorbentes (hidrorrepelentes)favorecen el enriquecimiento localizado de las partículas finas (microsegregaciones) y el aumentode la relación A/C. Esto deriva en irregularidadescromáticas en la superficie (“nubes”). Si las segre-gaciones asumen un carácter más importante,pueden producirse sensibles pérdidas de durabili-dad (ver capítulo 3.1, “Segregación del hormigón”).Para los elementos a la vista es entonces mejorutilizar encofrados absorbentes o munidos deun estrato de drenaje (por ejemplo fibras poli-propilénicas).

Productos de desencofradoLos productos de desencofrado son empleadospara despegar sin dificultad los encofrados de lasuperficie del hormigón, conservando ambos intactos.Estos deben ser aplicados con cuidado en estra-tos finos y regulares antes de la ubicación de laarmadura. El exceso puede ser eliminado eficaz-

FIG. 2.6.1 Efecto de la falta de estanqueidad en el encofrado.

FIG. 2.6.2 Daños en el recubrimiento del hormigón.

FIG. 2.6.3 Fragmentos de superficie de hormigón adheridosal encofrado.

FIG. 2.6.4 Ejemplo de superficie texturada de hormigón bienlograda.

FIG. 2.6.5 Superficie inferior de un techo de estacionamiento:las diferencias cromáticas se deben a los diversos grados deabsorción de los encofrados utilizados.

mente con paños absorbentes (fig. 2.6.6).La aparición de manchas o de variados coloresgrises sobre la superficie del hormigón se debe amenudo a la aplicación incorrecta de los produc-tos de desencofrado.

Materiales para el encofrado• Tablas de madera común, no cepillada.• Paneles de madera tratada.• Paneles estratificados.• Encofrados plastificados (poliéster, poliestireno,linóleum, elastómero, etc.).• Encofrados metálicos.

Requisitos para el encofrado• Dimensiones precisas.• Estanqueidad (fig. 2.6.1)• Rigidez, ausencia de deformaciones.• Limpieza.• Adherencia reducida al hormigón endurecido(figs. 2.6.2 y 2.6.3).• Estética de la estructura de superficie (fig. 2.6.4).

Medidas Temperatura externa en ºCInf. a -3 -3 a +5 +5 a +10 +10 a +25 Sup. a +25

Cubrir las superficies expuestas,

aplicar una membrana de curado o

mantener la humedad mediante

regado continuo.

Superficies encofradas: mantener la

humedad del encofrado de madera,

proteger los encofrados metálicos

contra la insolación directa.

Cubrir las superficies expuestas o

aplicar una membrana de curado.

Cubrir las superficies expuestas,

aplicar una membrana de curado.

Protección térmica necesaria.

Superficies encofradas: aplicar una

protección térmica.

Aislar las superficies expuestas y

calentar o aplicar una protección

térmica.La temperatura del hormigón

debe ser mantenida por encima

de los + 10 ºC al menos por 3 días.

Tabla 2.5.1 Medida para el curado en función de la temperatura externa.

Tipos de encofradoEn líneas generales se puede sostener que, cuan-to más intenso es el carácter absorbente delencofrado, más lisa y compacta resultará la su-perficie del hormigón, dado que los encofradosestán en condiciones de absorber el agua y lasburbujas de aire excedentes del hormigón frescoapenas puesto en uso.Para las superficies a la vista se debería utilizarsiempre la misma serie de paneles de madera,dado que el poder absorbente de la madera dis-minuye luego de cada uso, confiriendo alhormigón una particular sombra cromática. Lastablas comunes deberían ser saturadas con pas-ta de cemento antes de su primer uso. De estaforma se podría uniformar en parte las desigual-dades de la madera como también eliminarparcialmente los azúcares contenidos que per-turban el fraguado y la hidratación del cemento(fig. 2.6.5).

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.6 Encofrado

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.6 Encofrado

30 31

40

30

20

10

010 20 30 40 50Temperatura [ºC]

Resis

tenc

ia a

la co

mpr

eció

n [M

Pa] a 28 días

a 1 día

FIG. 2.7.2 Influencia de latemperatura sobre el desarrollode las resistencias del hormigón.

tencia debidas a la elevada temperatura am-biental dentro de un límite aceptable, la normaIRAM 1666 parte I, “Hormigón de cementoPórtland – Hormigón Elaborado“, prevé unatemperatura máxima de 30ºC para el hormi-gón fresco a colocar. Para hormigones concaracterísticas particulares, esta temperaturano debería superar los 25ºC.Además de la pérdida de resistencia y de dura-bilidad (fig. 2.7.2), la elevada temperatura delhormigón puede ser la causa de ulteriores efec-tos no deseados:• La hidratación acelerada del cemento se ma-nifiesta a través de la disminución de latrabajabilidad inicial, que puede llevar hasta elendurecimiento y a la imposibilidad de colocarel hormigón (ver también capítulo 2.2).• El hormigón se seca más rápido en la superfi-cie. Este fenómeno se agrava en presencia deviento, por insolación directa y por humedadambiental reducida. El curado del hormigón(ver cap. 2.5) contribuye a disminuir la pérdidade agua mediante el humedecimiento conti-nuo, lo que ayuda a evitar shocks térmicos ensuperficie. Sin la aplicación de estas medidas,la hidratación del cemento será incompleta ylos elementos de construcción (de modo espe-cial las superficies) no dispondrán de laresistencia final deseada ni tampoco de la du-rabilidad proyectada.

Medidas para el control dela temperatura del hormigónLa temperatura “t“ de un hormigón convencionalfresco puede ser estimada mediante la siguientefórmula simplificada:

En la fórmula se ve que la temperatura del cemen-to tiene una influencia mínima sobre latemperatura del hormigón.

Medidas para la reducción de la temperatura del hormigón• Enfriar la piedra gruesa con agua.1)

• Enfriar la mezcla con adición de hielo.1)

• En determinados casos y con el control de espe-cialistas, se puede también enfriar el hormigónpor medio de nitrógeno líquido.1) La cantidad de agua de mezcla debe ser reducida en la propor-ción que corresponda.

El hormigonado a temperaturas elevadasexige una buena programación, como asítambién una preparación minuciosa• Coordinación meticulosa del suministro con la colocación del hormigón para evitar todo tipo de demoras.• Prever los instrumentos y el personal sufi-ciente para el hormigonado de manera depoder llevar a cabo la colocación y la compacta-ción sin interrupciones.• El contrapiso y el encofrado no deben absor-ber el agua del hormigón fresco, por lo que esnecesario mojar la estructura del encofradoantes del hormigonado (fig. 2.7.3). No obstante,debe evitarse el mojar excesivamente la es-tructura del encofrado, lo que podría formarcharcos de agua residual.• Si las condiciones para un hormigonado co-rrecto a temperaturas elevadas no están dadas,independientemente de las razones, es necesa-rio postergar la operación hasta que latemperatura haya bajado.

thormigón= 0,7x tagregados+ 0,2 x tagua+ 0,1x tcemento

FIG. 2.6.6 Efectos de un producto de desencofrar:- A izquierda: bien distribuido, exceso retirado mediantepaño absorbente.- A derecha: dosis excesiva.

2.7 HORMIGONADO A TEMPERATURAS ELEVADAS

Durante los meses de verano a menudo se consta-ta el descenso de las resistencias medias a 28 díasen algunos MPa. En este caso “se habla de agujeroestival” (fig. 2.7.1).Se trata de un fenómeno conocido, típico de todaslas regiones donde se verifica una diferencia im-portante entre las temperaturas estacionales. Lascausas principales son tres:• En general vale el principio que cuanto más ele-vada es la temperatura del hormigón, tanto másacelerado es el proceso de hidratación (los crista-les con forma de aguja se desarrollan másrápidamente). Como resultado se observa un au-

septiembre octubre noviembre diciembre enero febrero marzo abril

Resis

tenc

ia a

la co

mpr

esió

n M

Pa 605550454035302520

FIG. 2.7.1 Relevamiento típico de la resistencia a la compresión y de la trabajabilidad. Se nota muy bien el “agujeroestival”. Los datos provienen de los documentos de control de calidad de una central de hormigón elaborado.

mento de las resistencias iniciales. Sin embargolos cristales con forma de aguja son diferentes aaquellos que se desarrollan a temperaturas másbajas y tienen una menor tendencia a entrelazar-se, lo que resulta en una porosidad más elevada.Dado que la resistencia final del hormigón depen-de de la compactación de los cristales y de laporosidad, es razonable que se verifiquen resisten-cias menores a largo plazo.• A pesar que se recomiende no agregar agua alhormigón en la obra, esta operación puede evitarun endurecimiento precoz debido a la elevadatemperatura ambiental. Dado que como conse-cuencia del agregado de agua aumenta la relaciónA/C, se da inevitablemente una pérdida de resis-tencia y más aún una pérdida de durabilidad.

Regla prácticaEl agregado de 10 litros de agua por m3 de hormigón provoca una pérdida del orden de un 10 % en la resistencia a 28 días.

• En casos particulares, cuando existe una grandiferencia de temperatura entre los constitu-yentes del hormigón y el agua de mezclaproveniente de la red de distribución (fría tam-bién en verano), se puede observar unadistribución irregular del ligante en la mezcla,lo que puede ocasionar pequeñas pérdidas deresistencia.Con el fin de mantener las pérdidas de resis-

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.7 Hormigonado a temperaturas elevadas

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.6 Encofrado2.7 Hormigonado a temperaturas elevadas

32 33

FIG. 2.8.1 Tiempo necesario para alcanzar la resistencia alhielo (5 MPa) en función de la relación A/C para diversostipos de cemento y temperaturas del hormigón.

0,7

0,6

0,5

0,4

10 20 30 40 50 Tiempo[horas]Re

lació

n A/

C

CPN 40 CPN 50 ARI

+15º

C+1

5ºC

+5ºC

+5ºC

cia a la compresión supera los 5 MPa. El reglamen-to CIRSOC 201 establece este umbral en 7 MPa yexige además la protección del hormigón contra elhielo hasta que se haya alcanzado la resistenciamencionada.La figura 2.8.1 permite evaluar el tiempo necesariopara que un hormigón alcance la resistencia alhielo en función de la relación A/C, teniendo encuenta la temperatura del hormigón como tam-bién el tipo de cemento utilizado.

Medidas para la elaboración del hormigón a bajas temperaturas Las siguientes medidas mejoran el desarrollo delas resistencias y la evolución de la temperaturadel hormigón durante la elaboración, en presenciade bajas temperaturas ambientales:• Elevar la temperatura del hormigón precalentan-do el agua de la mezcla y/o los agregados.• Aumentar la dosificación del cemento sin modi-ficar los otros componentes de la mezcla. De estamanera aumentará también la resistencia inicial.• Bajar la relación A/C incorporando un superflui-dificante (SF); cuanto menos agua contenga elhormigón menos sensible será al hielo.• Acelerar el desarrollo de las resistencias median-

te la introducción de un aditivo acelerante de fra-guado y endurecimiento.

Medidas a adoptar en la obra en tiempo fríoEl hormigonado a baja temperatura ambienteimpone determinadas precauciones a adoptaren la obra:• No proceder al hormigonado sobre un suelo he-lado ni tampoco sobre un hormigón helado.• El hormigón precalentado debe ser rápidamentecolocado en encofrados libres de hielo y nieve, einmediatamente compactado.• Se aconseja medir la evolución de la temperatu-ra interna del hormigón (fig. 2.8.2).• Apenas colocado el hormigón, debe ser especial-mente protegido para evitar la pérdida de calor.De este modo se retiene además el calor produci-do por la hidratación del cemento. Se recomiendala protección con paños aislantes o láminas térmi-cas (fig. 2.8.3).• Si los estratos aislantes no pueden ser aplicadosdirectamente sobre la superficie del hormigón, sedebe prever una protección contra las corrientesde aire.• Se debe proteger el hormigón de la pérdida decalor y de la deshidratación durante todo el perío-do de endurecimiento (con el frío, la humedadrelativa del aire es generalmente muy baja y favo-rece la evaporación del agua contenida en elhormigón).• Si durante el endurecimiento la temperatura delhormigón desciende por debajo del punto de con-gelamiento, se deberá prolongar el tiempo dedesencofrado tanto como haya durado el hielo.

FIG. 2.7.3 Humectación del encofrado.

• Dentro de ciertos límites, el uso de retardadores pa-ra el fraguado permite paliar los inconvenientesderivados de una hidratación muy veloz del cemen-to. Los retardadores tienen muy poca influenciasobre el endurecimiento precoz del hormigón yexigen un curado prolongado. La dosificación adecuada del aditivo retardante deberá ser determi-nada únicamente por medio de exámenespreliminares que comprueben su eficacia.

Colocación y compactación• Son esenciales tiempos de espera mínimos y unacolocación rápida.• El personal que trabaja en las obras debe estarinformado en relación con las particularidades ylas exigencias del hormigonado a temperaturaselevadas.

FIG. 2.7.4 Vaporización de un producto para formación demembrana de curado inmediatamente después de laterminación superficial.

• En caso de esperas imprevistas, es necesario queel hormigón que se encuentra en el camión seaprotegido del viento y del sol. La motohormigone-ra puede ser enfriada desde el exterior con agua.• El agregado de agua en la obra está absoluta-mente prohibido. Frente a casos excepcionales deagregado de agua en la motohormigonera debe-rán valorarse los efectos nocivos de la adición deagua y asegurar un mezclado vigoroso.Este agregado debe figurar siempre en el remitode entrega.

Curado del hormigón: las horas siguientesa la colocación son determinantes• El curado inmediato y prolongado por todo eltiempo que sea necesario, evita la deshidratacióndel hormigón, reduce el riesgo de formación defisuras y aumenta la impermeabilidad, como también la resistencia a la compresión.• El curado debe iniciarse inmediatamente des-pués de la colocación del hormigón (fig. 2.7.4).

2.8. HORMIGONADO A BAJASTEMPERATURAS

Riesgos ligados a las bajas temperaturasCuando hace frío, es necesario tomar medidas in-dispensables para la elaboración y la colocacióndel hormigón.La norma IRAM 1666 y el Reglamento CIRSOC 201hacen referencia a requisitos y medidas especialespara la colocación del hormigón si la temperaturaambiente está por debajo de +5ºC.Ni bien la temperatura del hormigón desciendepor debajo del límite de los 0ºC, el desarrollo de lasresistencias es casi nulo. Si el agua contenida en elhormigón joven se congela, ésta puede causar de-formación o lo que es más, la disgregación y larotura de la matriz.Si la temperatura externa está por debajo de -3ºC, es necesario tomar las medidas adecuadas alos fines de que la temperatura del hormigón seaal menos de +10ºC.Se considera en general que el hormigón está encondiciones de resistir al hielo ni bien su resisten-

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.8 Hormigonado a bajas temperaturas

2. Del hormigón fresco al hormigón endurecido2.7 Hormigonado a temperaturas elevadas2.8 Hormigonado a bajas temperaturas

34 35

FIG. 3.1.1 Nidos de abeja formados como consecuencia de unaaltura de caída excesiva, o también por una armadura muy densa.

FIG. 3.1.2 Exudación vertical a lo largo de una superficieencofrada.

FIG. 3.1.3 Superficie poco estética resultante de la microsegregaciónentre los agregados finos y la pasta de cemento.

3.2 FISURACIÓN

Fisuras capilaresLas fisuras con una abertura inferior a 0,3 mmson denominadas fisuras capilares. Estas sonapenas visibles y están presentes prácticamentesobre todos los elementos de dimensiones me-dianas y grandes.Una gran cantidad de estudios ha demostradoque la presencia de fisuras capilares no compro-mete la durabilidad, la idoneidad de empleo, nitampoco la capacidad portante de los elementosen cuestión. El cálculo estático del hormigón ela-borado prevé y tiene en cuenta la presencia deestas fisuras. Con el tiempo, las fisuras capilarespueden llegar a cicatrizar gracias a la hidratacióndel cemento que se prolonga por años.Sin embargo, es necesario mencionar el hecho deque la apertura máxima de las fisuras capilaresen un hormigón impermeable no puede superar0,1 mm.

Fisuras derivadas de la contracciónplásticaLas fisuras derivadas de la contracción plástica(así llamadas porque se manifiestan antes del fi-nal del fraguado) se forman como consecuenciade la deshidratación precoz, luego de la coloca-ción del hormigón. La pérdida de agua puede serconsecuencia de la evaporación excesiva, comotambién de una intensa absorción por parte delencofrado y del contrapiso. Como resultado seobserva una notable contracción en los estratosen los cuales la pérdida es grande, sin que el res-to del hormigón sea particularmente afectado,como se observa en la figura 3.2.1. A esta alturase desarrollan tensiones internas entre los es-tratos sometidos a la contracción. Si lastensiones son superiores a la resistencia a latracción (reducida en la fase inicial), se puedenformar fisuras de hasta 1 mm de abertura. Loselementos horizontales (como los pisos) son losmás amenazados por la contracción plástica(fig. 3.2.2).Dejando de lado el factor estético, estas fisuraspueden ser el origen de la disgregación del hor-migón (el hielo que se forma en las fisurasacelera el proceso de disgregación).

FIG. 2.8.2 Determinación de la temperatura del hormigón.

FIG. 2.8.3 Láminas aislantes que protegen las paredes apenaspuesto en uso, ya sea de la deshidratación como de la pérdidamuy rápida de calor.

3.1 SEGREGACIÓN

Las diversas formas de segregaciónLa segregación es la separación de los compone-netes del hormigón fresco. Esta se puedemanifestar cada vez que el hormigón es transpor-tado o bien cuando está en movimiento (traslado,colocación, compactación).La segregación tiene siempre importantes conse-cuencias sobre el aspecto del hormigón y más aúnsobre su calidad. Esta puede resultar de la separa-ción entre:• Las diversas fracciones granulares.• Los agregados y la pasta de cemento.• Los agregados finos y el agua de amasado.

Entre las formas más corrientes de segregaciónse citan:• “Nidos de abeja”: concentraciones locales deagregados gruesos (fig. 3.1.1).• “Exudación”: acumulamiento de un exceso deagua sobre las superficies más o menos horizon-tales del hormigón, resultando superficiesirregulares, harinosas o porosas.• “Exudación vertical”: agua segregada o exce-dente que sube a lo largo de las superficiesverticales durante la compactación (fig. 3.1.2).• Microsegregaciones (cemento/agregados fi-nos): a menudo parecen más preocupantes de loque en realidad son para la calidad del hormigón(fig. 3.1.3).

Las causasLas principales causas de los diversos tipos desegregación son las siguientes:• Consistencia demasiado fluida del hormigónfresco.• Dosificación excesiva de superfluidificante.• Colocación incorrecta (vibración excesiva, fal-ta de flexibles para compensar la altura decaída, hormigón vertido contra el encofradovertical).• Composición inadecuada del hormigón (elec-ción inapropiada de las fracciones granulares,dosificación insuficiente de cemento).• Tamaño máximo con diámetro demasiadogrande con respecto a las dimensiones del ele-mento puesto en uso.• Tiempo de mezclado demasiado corto.• Impermeabilidad insuficiente de las juntas deencofrado, pérdida de lechada de cemento(efecto filtrante).• Armadura muy densa (efecto tamiz).• Recubrimiento insuficiente de la armadura.

3. Origen y prevención de los daños al hormigón3.1 Segregación3.2 Fisuración

3. Origen y prevención de los daños al hormigón3.1 Segregación

36 37

Medidas preventivasEs raro que la contracción suceda libremente en elhormigón elaborado y sobre todo en elementos deconstrucción de grandes dimensiones. Con medi-das oportunas, se puede “distribuir” la fisuración, osea favorecer la formación de fisuras capilares enlugar de un número más reducido pero tambiénmucho más preocupante de fisuras de mayormagnitud:• Colocación de una armadura anti-fisuración.• Introducción de juntas de contracción sobregrandes placas horizontales.• Reducción de la relación A/C a fin de dismimuirel contenido de agua en el hormigón fresco y, enconsecuencia, la contracción (fig. 3.2.5).Los cementos y los aditivos compensadores de lacontracción son conocidos desde hace tiempo y amenudo recomendados para reducir la contrac-ción del hormigón, sin embargo no se hanconsolidado en su aplicación práctica debido auna mayor dificultad para reproducir las condicio-nes externas (temperatura, humedad, etc.) enpruebas de laboratorio.

Fisuras derivadas de la contracción térmicaEl calor liberado por la hidratación del cemento esla base de una forma de contracción suplementa-ria que se agrega a todas las otras: la contracciónde origen térmico.Luego del sensible aumento de temperatura queacompaña el fraguado, el hormigón joven se en-fría en contacto con el aire y, como la mayor partede los materiales, reduce su volumen. Dado que el

FIG. 3.2.4 Fisuras típicas de contracción en un piso dehormigón armado.

Cantidad de agua contenida en el hormigón [l/m3]

Cont

racc

ión

[mm

/m]

1,4

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0125 150 175 200 225 250 275

FIG. 3.2.5 Contracción del hormigón endurecido en función dela cantidad de agua contenida en el hormigón fresco.

hormigón se enfría más velozmente en la superfi-cie que en el núcleo, pueden originarse tensionessobre todo entre la zona interna que no se contraey la zona externa que sufre la máxima contracción.Estas tensiones pueden provocar fisuras en lasuperficie.Por otro lado, al igual que en la contracción porsecado, si el hormigón no puede contraerse libre-mente, la contracción debida al enfriamientogeneral puede ocasionalmente causar una fisura-ción profunda más o menos importante.

Medidas preventivas• Constitución de juntas de dilatación.• Empleo de cementos de calor de hidratación re-lativamente reducido como los cementos conadiciones.• Empleo de un retardante para el fraguado.• En presencia de temperaturas elevadas, mezclarel hormigón con agua previamente enfriada.

Consecuencias de la deshidrataciónprecozLa pérdida de agua puede impedir la buena hidra-tación del cemento causando una disminución enlas resistencias, como así también una gran poro-sidad de la superficie del hormigón. Encircunstancias desfavorables, este hormigóntendrá un comportamiento no satisfactorio:infiltraciones de agua, separación de agregadosgruesos, aspecto harinoso y resquebrajamiento dela superficie.

Medidas preventivas La fisuración plástica puede ser combatida de lasiguiente forma:• Agregar la cantidad mínima posible de agua deamasado.• Utilizar un fluidificante.• Limitar al máximo la evaporación (con las medi-das descritas en el cap. 2.5 relativas al curado).• Impedir la absorción del agua por parte del enco-frado y del contrapiso (pre-humidificación).• Renunciar al hormigonado en presencia decondiciones meteorológicas o temperaturas extremas.

FIG. 3.2.1 Propagación de las fisuras de superficie originadaspor la contracción plástica (excesiva pérdida de agua delestrato superficial).

FIG. 3.2.2 Superficie de un estacionamiento: red de fisurasdebidas a la contracción plástica.

Fisuración Luego de la fase más bien corta de la contracciónplástica, el hormigón continúa perdiendo volumena un ritmo que disminuye con el transcurrir de lassemanas y los meses (fig. 3.2.3). Esta segunda fasede la contracción se debe principalmente:1. A la hidratación del cemento y a la pérdida deagua (contracción por secado).2. Al descenso de la temperatura (contracción tér-mica) del hormigón.

Fisuras derivadas de la contracción porsecado La contracción por secado es el resultado, en granmedida, del lento secado del hormigón (contrac-ción por secado), y en menor medida de ladisminución del volumen originada por la reac-ción química del agua con el cemento (contracciónautógena o endógena).El valor final de la contracción por secado se sitúageneralmente entre 0,3 y 0,7 mm/m, dependiendoesencialmente de la relación A/C.Puede suceder que los elementos de construcciónno puedan contraerse libremente, por ejemplo ba-jo el efecto de un anclaje de las extremidades o deuna concentración local de armaduras. Las tensio-nes internas resultantes pueden provocar unafisuración más o menos importante (fig. 3.2.4).

0,1

0,2

14 28 42 56 70 84 Tiempo [días]

Cont

racc

ión

[%]

FIG. 3.2.3 Contracción del hormigón (%o) en función del tiempo.

3. Origen y prevención de los daños al hormigón3.2 Fisuración

3. Origen y prevención de los daños al hormigón3.2 Fisuración

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FIG. 3.3.2 El frente de carbonatación ha alcanzado laprofundidad de los hierros de la armadura que hancomenzado a oxidarse. A causa del óxido que se forma, suvolumen aumenta y el hormigón se fisura y disgrega.

Tiempo[años]

Prof

undi

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[mm

]

30

25

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5

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FIG. 3.3.3 La relación entre la edad del hormigón y laprofundidad de carbonatación está caracterizada por unagran dispersión originada por muchos parámetros queinfluencian la velocidad de carbonatación.

3.4. EFLORESCENCIAS

A consecuencia de la hidratación del cemento y dela evaporación del agua, las sustancias disueltasen ella alcanzan la superficie del hormigón, se de-positan en forma de manchas blancas y causan laformación de eflorescencias.

Eflorescencias de calLas eflorescencias más recurrentes -y también lasmás fastidiosas- son aquellas formadas por el hi-dróxido de calcio (o cal hidratada) liberadodurante la hidratación del cemento.El agua de la mezcla que se evapora de la superfi-cie del hormigón deja un residuo de hidróxido decalcio que se transforma rápidamente, gracias aldióxido de carbono, en carbonato de calcio insolu-ble. La alternancia entre los estados seco y mojadode la superficie del hormigón puede hacer a estesedimento más espeso y por lo tanto visible en for-ma de manchas blancas (fig. 3.4.1).

Cuando se forman las eflorescencias de calLas condiciones atmosféricas a las que el hormi-gón está expuesto juegan un rol importante. Engeneral se puede decir que las eflorescencias seforman sobre todo con tiempo frío y húmedo (fi-nes del otoño, inicio de la primavera). La lluvia, lanieve, la niebla y el rocío siempre favorecen suaparición.

bonatación alcance a la armadura, por ejemplode las siguientes formas:• Recubriendo las armaduras en forma adecuada(mínimo 30 mm). El reglamento CIRSOC 201 deta-lla los casos particulares. Se debe prestar unaparticular atención a las armaduras situadas de-bajo de las acanaladuras y las juntas de hormigón.• Respetando la dosificación mínima de cementoy trabajar con relaciones A/C moderadas, o sea sinexceso de agua.• Efectuando el curado de modo que la superficiedel hormigón esté bien hidratada desde el inicio yque la velocidad de carbonatación se reduzca almínimo.

Fisuras que derivan de defectos deconstrucciónLas fisuras del hormigón pueden ser también laconsecuencia de defectos de construcción: ca-pacidad portante insuficiente, distribucióninadecuada de la armadura, disposición no idó-nea o ausencia de juntas, incompatibilidad entrelos materiales, acomodamiento debido a reac-ciones imprevistas del suelo o a movimientosdel terreno.

3.3 CARBONATACIÓN Y CORROSIÓN DE LA ARMADURA

¿Qué es la carbonatación?Se define como carbonatación a la reacción quí-mica entre el dióxido de carbono (CO2)contenido en el aire y el hidróxido de calcio(Ca[OH]2) contenido en la pasta de cemento.La carbonatación comienza sobre la superficiedel hormigón y se propaga lentamente en pro-fundidad. Al colmar los poros, tiene unainfluencia positiva aumentando la resistenciamecánica y la durabilidad del hormigón hacien-do las veces de protección natural contra laulterior penetración de gases y líquidos. Sólo elhormigón no armado goza entonces de estasventajas de la carbonatación.

Efecto de la carbonatación sobre el hormigón armado Para el hormigón armado, por el contrario, elmismo fenómeno de carbonatación puede ser elorigen de serios daños estructurales. En efecto,gracias a la elevada alcalinidad que le confiere elcemento (pH > 12), el hormigón protege al acerode la corrosión. La carbonatación reduce la al-calinidad (pH < 9) y ni bien el “frente decarbonatación” alcanza la zona de la armadura,esta última comienza a oxidarse (fig. 3.3.1). Dadoque la formación de óxido se acompaña siemprecon un aumento de volumen, esto acarrea gene-ralmente la disgregación del hormigón quecubre al hierro (fig. 3.3.2). En este punto, los hie-rros de la armadura no están más protegidos y elhormigón armado comienza a perder su capaci-dad portante.

Velocidad de carbonataciónLa velocidad de penetración del frente de carbo-natación al interior del hormigón es proporcionala su porosidad. La velocidad disminuye con elpaso del tiempo debido a que el estrato carbonatado protege al resto del hormigón delcontacto con el exterior (fig. 3.3.3). La velocidad yla profundidad de carbonatación son además in-fluenciadas por una multitud de factores como elcontenido de cemento, las variaciones de tempe-ratura y la frecuencia con que se alternan losestados secos y los estados o períodos mojadosde la superficie del hormigón.

Medidas preventivasNo se debe olvidar que la carbonatación se ini-cia después del fraguado, ni bien el hormigón esdesencofrado.El objetivo final es impedir que el frente de car-

FIG. 3.3.1 Un test con fenolftaleína pone en evidencia el frentede carbonatación sobre una grieta fresca. El hormigóncarbonatado permanece gris mientras que el hormigón nocarbonatado, muy alcalino, hace virar el indicador al color rojo.

3. Origen y prevención de los daños al hormigón3.3 Carbonatación y corrosión de la armadura3.4 Eflorescencias

3. Origen y prevención de los daños al hormigón3.2 Fisuración3.3 Carbonatación y corrosión de la armadura

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40 41

es esencial para el coronamiento de muros ex-puestos a la intemperie (fig. 3.4.3).• Utilizar aditivos para la retención del agua (fillerextrafinos, silicafume, estearatos).• Proteger el hormigón joven del goteo intermi-tente (goteras, agua de condensación).• El uso de barnices y también resinas sintéticasprotectoras es posible, pero debe ser absoluta-mente sometido a la opinión de un especialista.La aparición de las eflorescencias es un fenómenoque depende de muchos factores difíciles o impo-sibles de controlar, a menudo dependientes delmicroclima local. Es necesario entonces adaptarlas medidas preventivas a cada caso en particular,y, de ser necesario, realizar exámenes preliminarespara determinar el método más eficaz.

3.5 ACCIÓN DEL HIELO Y DE LASSALES ANTI-HIELO

Acción del hieloLa degradación del hormigón derivada de losciclos de congelamiento y deshielo es causadaesencialmente por la transformación en hielodel agua contenida en los agregados o en loscapilares de la pasta de cemento. La formaciónde hielo implica un aumento de volumen apro-ximado del 10%. Este aumento de volumenasociado con el movimiento del agua aún nocongelada en los capilares del hormigón, cau-sa un aumento considerable de las presionesinternas. Debido a que la resistencia del hor-migón es a menudo superada, resultan ciertosdaños: la repetición frecuente de los ciclos decongelamiento y de deshielo causa la apari-ción de una red muy densa de microfisuras enla zona superficial del hormigón. La red demicrofisuras evoluciona más o menos rápidamente transformándose en resquebra-jaduras y disgregaciones de la superficie.Las caídas bruscas de la temperatura del hormi-gón por debajo del punto de congelación delagua son muy peligrosas cuando son rápidas yfrecuentes. Téngase presente en este sentidoque las superficies verticales están poco ex-puestas a este tipo de daños.

Acción de las sales anti-hieloLos daños causados por las sales anti-hielo deri-van esencialmente del shock térmico que estoscompuestos provocan en los estratos de super-ficie del material, tomando del hormigón elcalor necesario para fundir la nieve y el hieloque lo recubren. Éstas provocan además unabrusca caída de la temperatura de la superficiedel hormigón, generando grandes tensionesentre el estrato en contacto con el exterior y losestratos inferiores donde la temperatura no havariado. De esto puede resultar un rápido res-quebrajamiento o la disgregación de lasuperficie.El efecto destructivo de las sales anti-hielo esmucho más serio que el hielo mismo, pero tam-bién más limitado, ya que amenaza sólo a lassuperficies expuestas directamente a las salesanti-hielo.

La penetración de los clorurosLas sales utilizadas generalmente son el clorurode calcio o de potasio. Disueltas en el agua queconstituye el hielo o la nieve, estos cloruros pe-netran más o menos en profundidad en elhormigón según su porosidad.El hormigón como material no es atacado porlos cloruros disueltos, siempre que su concen-tración sea baja. Esto vale por ejemplo paradeterminadas aguas de vertiente o para el aguavaporizada por los neumáticos de los vehículos.

El efecto de los cloruros sobre la armaduraEl peligro constituido por las sales anti-hielo pa-ra el hormigón en sí mismo se limita a sufunción primaria de fundente, durante e inme-diatamente después de su aplicación.Pero si el “frente de penetración de los cloruros”alcanza la armadura (aunque sólo sea de modolocal, por ejemplo gracias a fisuras), ésta puedeser literalmente seccionada por la corrosiónelectroquímica.Para evitar este tipo de corrosión sería necesarioemplear sales anti-hielo muy costosas, porejemplo a base de glicol o urea, etc.

Los siguientes factores también favorecen la for-mación de eflorescencias:• Elevada porosidad del hormigón: el agua puedecircular fácilmente en su masa (fig. 3.4.2).• Exceso de agua de mezclado.Se subraya que de todos modos las eflorescencias noestán presentes en todos los hormigones normales,esto depende esencialmente de las condiciones dealmacenamiento y de colocación.

También las sales alcalinas pueden provocar eflorescenciasCiertos depósitos blanquecinos pueden prove-nir también de sales alcalinas solubles enagua. Justamente gracias a su solubilidad, es-tas manchas pueden desaparecer después deuna abundante lluvia o bien después de unsimple lavado.

Eliminación de las eflorescenciasLas eflorescencias de mediana a gran intensidadpueden ser eliminadas mediante el cepilladocon un trozo de lana de vidrio. También con pro-ductos adecuados que se compran en elcomercio se obtienen buenos resultados. En esteúltimo caso es necesario respetar al pie de la le-tra la modalidad de uso y pedir consejo a losespecialistas.A veces las eflorescencias pueden desaparecerpor sí solas de los elementos expuestos a la in-temperie luego de años.

Medidas preventivasEs difícil evitar completamente la formación deeflorescencias sobre elementos que forzosa-mente estarán expuestos a la intemperie. Detodos modos se puede disminuir el riesgo deformación aplicando las siguientes medidaspreventivas:• Disminuir el agua de la mezcla (uso de fluidi-ficantes) para obtener un hormigón compacto ypoco poroso.• Proteger el hormigón fresco de la lluvia y de lainsolación directa. Evitar la formación de aguade condensación permitiendo que el aire circuleentre el hormigón y su protección. Esta medida

FIG. 3.4.1 Eflorescencia sobre un muro de hormigón.

FIG. 3.4.2 Si el hormigón es poroso y el agua penetra en élconstantemente, las eflorescencias pueden transformarse enverdaderas y propias condensaciones calcáreas.

FIG. 3.4.3 Eflorescencias sobre un muro de hormigón expuestoa la lluvia, 24 horas después del desencofrado.

3. Origen y prevención de los daños al hormigón3.4 Eflorescencias3.5 Acción del hielo y de las sales anti-hielo

3. Origen y prevención de los daños al hormigón3.4 Eflorescencias

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3.6 ACCIÓN DE LOS SULFATOS

La agresión de los sulfatosLas aguas con sulfato de calcio (aguas selenitosas) ysulfatos alcalinos son agentes agresivos para el hormi-gón endurecido. Combinándose con hidratos delaluminato tricálcico del cemento, los sulfatos disuel-tos en el agua forman compuestos expansivos:generalmente ettringita (sal de Candlot), yeso y aveces taumasita.

Zonas de riesgo y daños causados por lossulfatosLa presencia en el subsuelo de minerales con sulfatocomo el yeso y la anhidrita (sulfatos de calcio) consti-tuye el riesgo principal al que se le debe conceder laatención necesaria. En efecto, las aguas subterráneaspueden disolver y transportar los sulfatos a grandesdistancias. Es obvio entonces que las partes subterrá-neas de la construcción son las más amenazadas.En superficie, las canalizaciones industriales puedenigualmente ser amenazadas si transportan sulfatosen solución.El efecto de los sulfatos sobre el hormigón se mani-fiesta con expansión acompañada de una fisuraciónimportante (fig. 3.6.1). La acción de los sulfatos es detodos modos más bien lenta y por lo tanto menos pe-ligrosa para los trabajos de carácter provisorio.

Medidas preventivasEn cuanto se prevé o se está seguro de que los elemen-tos de la estructura estarán en contacto con sulfatosdisueltos en el agua o también presentes en el sub-suelo, es necesario tomar las siguientes precauciones:• Usar hormigones muy compactos (o sea pocoporosos).• Limitar la relación A/C a valores inferiores a 0,5.

• Tener en cuenta que el fenómeno de capilaridad pue-de transportar las aguas selenitosas hacia el interiorde las estructuras.• Si el hormigón debe resistir el contacto conaguas subterráneas que contengan más de150mg/l de SO 2

4

-, o con estratos de terreno quecontenga más de 1.000 mg/kg de SO 2

4

- , es nece-sario utilizar un cemento resistente a los sulfatos,conforme a la norma IRAM 50.001 según el caso.

FIG. 3.6.1 Aumento del volumen de un prisma de mezclainmerso en una solución con alto tenor de sulfatos (mezclaconfeccionada con cemento normal).

FIG. 3.6.2 Entubado confeccionado con cemento de altaresistencia a los sulfatos.

3.7. ACCIÓN DE LOS PRODUCTOSQUÍMICOS

Dos tipos de agresión químicaEl hormigón puede resistir pero también degradarsemás o menos rápidamente a consecuencia del con-tacto con productos químicos. Los daños sonesencialmente de dos tipos:

Erosión químicaLa alteración del hormigón que deriva de la erosiónquímica se da cuando el compuesto químico externoestá en condiciones de disolver alguno de los compo-nentes de la pasta de cemento (fig. 3.7.1). Resultaentonces la lixiviación del componente disuelto: elhormigón se torna siempre más poroso y pierde ma-teria disminuyendo su acción protectora respecto dela armadura.Este proceso se inicia siempre sobre la superficie encontacto con el agente químico y se expande al nú-cleo del hormigón (habitualmente en forma lenta).

Medidas preventivasAl momento existen dos filosofías distintas enla lucha contra los efectos del hielo, y contralos efectos combinados de hielo y sales anti-hielo.

1. Hormigón denso:La primera posibilidad consiste en confeccio-nar y poner en uso hormigones muycompactos (tenor de aire inferior a 1%), parareducir al mínimo la circulación del agua y la formación de hielo en los poros capilares.Este método es válido en la mayor parte de loscasos.

2. Hormigón con aire incorporado:Esta alternativa está dada por la presencia de micro-burbujas de aire en el hormigón, de manerade formar zonas de “descompresión” para la circu-lación del agua y por lo tanto para la formación delhielo. Disminuye también la presión en exceso de-bida al hielo en los capilares y asimismo el riesgode disgregación de la superficie.Este método es por cierto más eficaz pero presu-pone el uso de aditivos incorporadores de aire (vercap. 1.4): el uso de estos aditivos no sólo es delica-do y necesita de una atención particular, sino quetambién causa una pérdida de resistencia a lacompresión. Cada 1% de aire incorporado provocauna merma de la resistencia a compresión de 1-3MPa.Una de las mayores dificultades ligadas a la ela-boración y colocación de los hormigones con aireincorporado reside en el hecho de que el diáme-tro de las burbujas más grandes no debensuperar 0,3 mm con una distancia entre las bur-bujas < o = 0,4 mm.Además, las micro burbujas deben estar distribui-das uniformemente en la pasta de cemento (sinformar aglomerados) y la terminación de las su-perficies no encofradas deben considerar la menormanipulación posible (para evitar la destrucciónde la red de burbujas allí donde es más necesaria)figs. 3.5.2 y 3.5.3.El hormigón aireado es verdaderamente indispensa-ble sólo cuando las superficies están directamenteen contacto con la sal anti-hielo.

Medidas de prevenciónIndependientemente del método elegido, vale losiguiente:• Mantener la relación A/C entre 0,45 y 0,50.• Utilizar agregados con bajos coeficientes dedilatación.

FIG. 3.5.3 Repartición de microburbujas totalmente ineficazpara resistir ciclos de congelamiento (examen microscópicosobre corte delgado, aumento 5x).

FIG. 3.5.2 Buena repartición de microburbujas en un hormigóncon incorporador de aire (examen microscópico sobre cortedelgado, aumento 5x).

FIG. 3.5.1 El aparato deWashington sirve para medir el tenor de aire del hormigón fresco.Sus mediciones son confiables hasta valores de aire contenidoinferiores a 6%.

3. Origen y prevención de los daños al hormigón3.6 Acción de los sulfatos3.7 Acción de los productos químicos

3. Origen y prevención de los daños al hormigón3.5 Acción del hielo y de las sales anti-hielo

44 45

3.8 REACCIÓN ÁLCALI – AGREGADO

La reacción álcali – agregado es una reacción quími-ca de evolución lenta entre determinados agregadosllamados “reactivos” y las sustancias alcalinasnormalmente presentes en el hormigón, o transportadas por medio de agentes químicos exter-nos. Esta reacción es la base de la expansión delhormigón y provoca una fisuración importante ade-más de una considerable pérdida de resistencia.La alteración del hormigón es muy conocida en paí-ses como Estados Unidos, Canadá, Sudáfrica (fig.3.8.1) y también en Europa del Norte. Se señalan detodos modos otros casos en Francia, Alemania e Ita-lia. El diagnóstico es difícil y la aparición puede variarde 1 hasta 40 años.

Condiciones favorables para las reacciones álcali – agregadosEsta reacción puede tener lugar sólo si se danademás estas condiciones:• Presencia de agregados reactivos.• Ambiente húmedo.• Suficiente tenor alcalino del hormigón.• Elevada porosidad del hormigón.

Medidas preventivasEn Argentina existen fuentes de agregados potencial-mente reactivos, y sus efectos a largo plazo han sidoobservados sobre estructuras de infraestructura vial,entre otras.La prevención de la reacción álcali – agregado se iniciacon la colocación de un hormigón muy compacto conel objeto de frenar la entrada de agua al interior delhormigón.En caso de duda,y en particular si contienensílice amorfa, los agregados pueden ser sometidos avarios tests para determinar su reactividad potencial.Si el resultado de los tests evidenciara el peligro de unareacción álcali – agregado, se recomiendan las siguien-tes medidas de precaución:• Evitar el empleo de estos agregados para los elemen-tos expuestos (ambiente húmedo).• Utillizar cementos con resistencia a la reacción álcali-agregado o con cantidades significativas de escoria ode una puzolana no alcalina.

3.9 RESISTENCIA AL FUEGO

El hormigón y el fuegoEl hormigón no se quema. Aún expuesto a tempe-raturas muy elevadas, el hormigón no libera nihumo ni gases tóxicos. Al contrario de otros ma-teriales de construcción, éste frena la propagacióndel fuego y en consecuencia, expuesto a las lla-mas, se calienta muy lentamente. El hormigónconstituye entonces una excelente barrera contrael fuego, aun sin revestimientos protectores parti-culares. Solamente una exposición intensa yprolongada causa un agrietamiento del hormigónque recubre la armadura (fig. 3.9.1).

Temperatura críticaCon o sin armadura, el hormigón puede soportartemperaturas de hasta 300ºC sin dañarse. Estatemperatura llamada “crítica” es alcanzada lenta-mente en contacto con el fuego. Diversosexámenes han demostrado que, cuando la super-ficie del hormigón está en contacto con una llamade 1000ºC (correspondiente más o menos a unfuego de leña intenso o también a la llama delgas), la temperatura crítica alcanza una profundi-dad de 2 cm luego de una hora y de 5 cm luego dedos horas.

Expansión La alteración derivada de la expansión (hinchazón)resulta de la reacción, en el interior del hormigón,entre una sustancia química penetrada desde lasuperficie, un constituyente de la pasta de cemen-to y el agua contenida en los capilares. En cuantoesta reacción produce un compuesto sólido de vo-lumen superior a aquél de los constituyentesoriginales, se produce una presión interna quepuede provocar la expansión de la masa, asociadaa una fisuración lenta pero importante. La fisura-ción puede manifestarse también a ciertadistancia del punto de agresión.

Medidas preventivas La protección del hormigón contra las agresionesexternas de tipo químico puede ser caracterizadapor:• Uso de un hormigón compacto, poco poroso, conuna relación A/C entre 0,45 y 0,50.• Aumento del espesor de recubrimiento (a deter-minar por el ingeniero en función de lasagresiones externas), especialmente para lasjuntas de hormigonado, ranuras y otras discontinuidades que reducen la protección delhormigón sobre las armaduras.

FIG. 3.7.1 Prisma de mezcla del cual la mitad izquierda hasido sometida a la agresión ácida.

● Ningunadegradación.

◆ Agresión directa.■ Corrosión derivada

de la alteración de la superficie del hormigón o de la carbonatación profunda.

.

SustanciasComportamiento del hormigón Comportamiento

del hormigónarmado

Ninguna Erosión Hinchazón Corrosión de lasdegradación armaduras

Bases débiles ●

Bases fuertes ●

Ácidos débiles ◆ ■

Ácidos fuertes ◆◆ ■

Agua de lluvia

Agua destilada◆ ■

Agua desmineralizada

Aceites, grasas ◆

Sulfatos en solución ◆ ■

Cloruros en solución ● ◆

Dióxido de● ■

carbono (CO2)

Tabla 3.7.1 Efecto de determinadassustancias sobre elhormigón.

El hormigón resiste bien a los ácidos débiles. Losácidos medios y sobre todo los ácidos fuertes lodisgregan más o menos rápida y completamente.Con respecto a la agresión ácida, vale la pena apli-car revestimientos especiales en base a resinasintética, de cerámica, etc.

Efecto de determinadas sustancias sobre el hormigónLa tabla 3.7.1 resume los efectos causados por di-versas sustancias químicas (o naturales) luego deun contacto prolongado con el hormigón.

3. Origen y prevención de los daños al hormigón3.8 Reacción álcali – agregado3.9 Resistencia al fuego

3. Origen y prevención de los daños al hormigón3.7 Acción de los productos químicos

FIG. 3.8.1 Coronamiento del dique de Steenbras vecino a Ciudaddel Cabo (Sudáfrica). La fisuración intensa visible en estas imá-genes apareció como consecuencia de la hinchazón delhormigón causada por la reacción álcali – agregado.

46 47

Medidas de protección suplementariaspara casos particularesEl hormigón constituye una excelente pro-tección contra el fuego y las temperaturas muyelevadas. De ser necesario, se puede mejorarulteriormente esta protección disminuyendo laporosidad del hormigón (reducción de la rela-ción A/C) y aumentando el espesor delrecubrimiento de armaduras.En los casos para los cuales se prevé un granriesgo de incendio, de carga térmica o de tem-peratura de servicio particularmente alta, sepuede mejorar considerablemente la resisten-cia térmica del hormigón gracias a lassiguientes medidas especiales:• Evitar los agregados que contengan carbona-tos o sílice (calcáreos, dolomía, por ejemplo) yemplear agregados resistentes al fuego comoel basalto, la arcilla expandida, etc.• Agregar estabilizadores a base de cerámica(por ejemplo la harina de laterita) para usos atemperaturas de servicio elevadas.• Introducir en el hormigón fibras orgánicasque serán volatilizadas a consecuencia de latemperatura elevada, permitiendo la forma-ción de micro canales a través de los cuales elagua podrá evaporarse sin crear aumento depresión.

FIG. 3.9.1 Daños causados por el fuego: la armadura es puestaal desnudo como consecuencia de la disgregación delhormigón en superficie sin que la estructura estécomprometida.

FIG. 3.9.2 Velocidad depenetración de la temperaturacrítica (300ºC) en el hormigón:

superficie expuesta a unafuente de calor de 1000ºC.

5

4

3

2

1

1 2 Tiempo [horas]

aproximadamente 1000ºC

Pene

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[cm

]

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3. Origen y prevención de los daños al hormigón3.9 Resistencia al fuego

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Copyright“HCB Cementverkauf AG”

Autores:W. Schrämli, Dr. Sc. Techn. ETH/SIA,“Holcim” Management y Consultora SA.

F. Worni, dipl. Bau-ing. HTL,“HCB Cementverkauf AG”.

JP Leyvraz, ing. Civil EPFL/SIA,“HCB Suisse romande SA”.

E. Ritschard, dipl. Chem. HTL,“HCB Cementverkauf AG”.Esta versión se ha hecho en base a la traducciónitaliana del texto original en alemán y francés dela 1ª edición de 1997.

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Los capítulos 1.1 y 1.3 no pertenecen al texto origi-nal de este manual y han sido desarrollados por laDra. María Angélica Claria y el Ing. Raúl López.El texto original ha sido modificado para adaptar-lo a la normativa argentina.

Normas y ReglamentosReglamento CIRSOC 201 “Reglamento Argentino de Estructuras deHormigón”

Norma IRAM 50000 (ESQUEMA) “Cementos para uso general”

Norma IRAM 50001 (ESQUEMA)“Cementos con propiedades especiales”

Norma IRAM 1627“Granulometría de los agregados para hormigón”

Norma IRAM 1663“Hormigón de Cemento Pórtland – AditivosQuímicos”

Norma IRAM 1601“Agua para morteros y hormigones de CementoPórtland”

Norma IRAM 1666“Hormigón de Cemento Pórtland”

Norma IRAM 1531“Agregado grueso para hormigón de CementoPórtland”

Norma IRAM 1512“Agregado fino natural para hormigón deCemento Pórtland”

Bibliografía

Guia Hormigon Minetti

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