Entendemos por hormign endurecido el hormign que ya ha pasado el periodo de fraguado y empieza a tener resistencia a compresin.

Las propiedades mas caractersticas del hormign endurecidos son: la densidad, el peso especfico, la compacidad, la resistencia a la compresin, la eslasticidad, resistencia a la traccin y flexotraccin, la impermeabilidad y la resistencia al desgaste.

Veamos cada una de sus propiedades.

Hormign endurecido es aquel que ya ha pasado el periodo de fraguado

y empieza a tener resistencia a compresin.

HORMIGNENDURECIDO

hormign endurecido

Densidad

La densidad se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa. Es decir, se calcula dividiendo la masa de un cuerpo entre su volumen.

Es importante conocer la densidad para :

- conocer el peso de los elementos de hormign de cara a clculos, dado que el peso de un determinado elemento de hormign es igual al volumen x la densidad.

- y tambin porque la densidad nos da idea de la calidad de un hormign, un hormign de ridos normales poco denso nos dice que hay muchos poros o agujeros en su masa.

La densidad real de un hormign depende fundamentalmente de la que tengan los ridos, de su granulometra, y del volumen de stos que entren en su composicin. De acuerdo con lo anterior, los hormigones de mayor densidad son los que se obtienen con ridos muy densos y con granulometras muy bien estudiadas de forma que den lugar a la mxima compacidad.

Tambin influye en la densidad la relacin agua/cemento del hormign, debido a que cuanto mayor sea sta, ms poroso ser el hormign tal como vimos en la unidad didctica 2.

Los aditivos aireantes influyen tambin de forma negativa en la densidad al incluir en la masa del hormign burbujas de aire.

El grado de compactacin tambin influye en la densidad, siendo sta tanto mayor cuanto mayor sea la energa consumida en la compactacin.

La densidad oscila entre los 0,5 kg/dm3 de algunos hormigones celulares, al valor prximo a 6 kg/dm que presentan los hormigones pesados de ridos de acero. En los hormigones tradicionales en masa, su valor suele estar comprendido entre 2,2 y 2,3 kg/dm3 y en los armados puede llegar hasta 2,5 kg/dm3 dependiendo de la cuanta del armado.

Compacidad

La compacidad o compactibilidad (hormign con el mnimo de poros) depende de los mismos factores que la densidad y, en particular, del mtodo de consolidacin empleado. Se relaciona directamente con la resistencia mecnica, as como con la resistencia fsica (efecto hielo-deshielo) y qumica (acciones agresivas).

La compacidad del hormign es la variable que ms influye en la durabilidad de las estructuras de hormign armado y de ella depende que se inicie o no y que lo haga antes o despus el proceso de corrosin de las armaduras. La vida til de cualquier pieza de hormign depende de la compacidad del hormign y del recubrimiento.

1- Densidad y compacidad.

La densidad real de un hormign depende

fundamentalmente de la que tengan los ridos, de

su granulometra, y del volumen de stos.

La densidad de los hormigones es muy

variable.

La compacidad o compactibilidad depende

de los mismos factores que la densidad.

d = m / V

hormign endurecido

El hormign es un material que resiste a las solicitaciones de compresin, traccin y flexin. La resistencia que presenta frente a los esfuerzos de compresin es la ms elevada de todas (cifrndose en unas diez veces de la traccin). Esta resistencia es la que ms inters presenta en su determinacin dado que en la mayor parte de las aplicaciones del hormign, se hace uso de esa capacidad resistente.

La manera habitual de comprobar la resistencia a compresin de un hormign es mediante la realizacin de probetas, que son muestras del hormign llenadas en moldes en forma de cilindros, cubos o rectngulos.

El hormign de las probetas una vez ha fraguado se saca de los moldes, tcnicamente se desmoldea, y se guarda en cmaras en condiciones de temperatura y humedad controladas (20C y 98 % de humedad) hasta el momento de proceder a su rotura que suele ser a 7 das, 28 das 90 das etc..

Para el ensayo de rotura a compresin se colocan en una prensa como la de la figura y se controla la fuerza a la que rompe la probeta. Esta fuerza F dividida por la seccin de la probeta nos da la tensin a la que rompe ( F / superficie de la probeta) esta tensin suele darse en N/mm .

2- Resistencia a compresin.

El hormign es un material que resiste a las solicitaciones de

compresin, traccin y flexin.

hormign endurecido

Siempre que se realiza un ensayo de rotura a compresin, sobre varias probetas realizadas con hormign procedente de la misma amasada (cantidad que se mezcla a la vez), se presentan variaciones entre los resultados obtenidos en la rotura de las mismas, aunque lo normal es que estn comprendido dentro de un 10 %. Esto es debido a pequeas variaciones en el hormign y ha las variaciones que pueda haber en las operaciones de confeccin de las probetas.

Dada la variacin existente entre los resultados obtenidos, no puede identificarse la resistencia a compresin de un hormign como la dada por la rotura de una nica probeta, sino que hay que proceder a la rotura de una serie de ellas a fin de tener ms certeza sobre el verdadero valor a tomar como resistencia representativa. Aqu aparecen entonces, los conceptos de resistencia media y resistencia caracterstica.

Los resultados de la roturas siguen una ley como la de la figura siendo:

La resistencia media (fcm) del hormign como la suma de las resistencias individuales de cada probeta dividida por el nmero de probetas ensayadas.

A fin de paliar este inconveniente aparece la resistencia caracterstica (fck) que se basa en un estudio estadstico en base a una distribucin normal (ver grfico de ley normal) y que tiene en cuenta la dispersin de los resultados individuales del ensayo; as, la resistencia caracterstica se define como el valor de la resistencia por debajo del cual no se presentarn ms de un 5 por 100 de roturas; es decir, el 95 por 100 de las roturas sern de valor superior a la resistencia caracterstica (1).

Ley normal de distribucin de resistencias

hormign endurecido

El hormign es un material que presenta una resistencia a traccin baja, del orden de la dcima parte de su resistencia a compresin.

La determinacin de la resistencia a traccin del hormign tiene importancia en determinados casos, especialmente cuando se quiere conocer su comportamiento frente a fisuracin.

La determinacin de la resistencia a traccin pura de un hormign es muy difcil de llevar a efecto, dado que hara falta poder estirar una probeta puesta horizontal y cogida por los dos extremos.

A fin de evitar estos inconvenientes se emplea el mtodo indirecto conocido como ensayo brasileo.

Ensayo de traccin indirecta (brasileo)

Consiste en romper la probeta tal como se muestra en la figura (2).

En la resistencia a traccin tienen una gran influencia la naturaleza, procedencia y tamao mximo de los ridos as como su limpieza, (los ridos procedentes de machaqueo y de menor tamao dan los valores ms altos), el contenido del cemento y la edad del hormign.

3- Resistencia a traccin y flexotraccin.

El hormign es un material que presenta una

resistencia a traccin baja.

hormign endurecido

Ensayos a flexotraccin

El ensayo se realiza colocando las probetas segn la representacin siguiente y sometindolas a las cargas que aparecen representadas con la letra F (3).

F

hormign endurecido

La permeabilidad de un hormign es la facilidad que presenta ste a ser atravesado por un fluido, bien sea lquido o gas.

Es importante poder conocer la permeabilidad del hormign, dado que nos da idea de lo fcil o difcil que puede de ser atacado por gases o lquidos.

El agua puede penetrar en el hormign, bien por presin (depsitos, tuberas, etc.) bien por capilaridad (contacto con medio hmedo). Cuando un hormign ha sido correctamente dosificado, confeccionado y compactado, resulta en general impermeable y tanto ms cuanto menor sea su volumen de huecos (red capilar) o, dicho de otro modo, cuanto mayor sea su compacidad.

Recordemos que la red capilar se forma por evaporacin del agua de amasado en exceso sobre la estrictamente necesaria para mojar los ridos e hidratar el cemento. De ah la gran importancia que tiene el amasar con la menor cantidad posible de agua, ya que ste es el factor que ms influye en la impermeabilidad.

4- Permeabilidad.

La permeabilidad de un hormign es la facilidad que presenta ste a ser

atravesado por un fluido

hormign endurecido

En ciertos casos, como sucede en los pavimentos de carretera o interiores de construcciones industriales, interesa que el hormign presente una gran resistencia al desgaste. Para conseguirlo, la primera condicin es emplear un hormign seco, ya que la lechada superficial es un elemento dbil, fcilmente desgastable y productor de polvo.

Es tambin imprescindible emplear gravas duras y, ms importante an, arenas de naturaleza silcea.

Ensayo de Los ngeles

Consiste en someter a una muestra Pa = 5 kg de rido, de tamao inferior a 37,5 mm, a una degradacin por abrasin o impacto producida en el interior de un cilindro rotatorio de acero, dentro del cual hay bolas del mismo material y peso.

El choque entre el rido y las bolas da por resultado la abrasin y los efectos se miden por la diferencia entre la masa inicial de la muestra seca y la masa del material desgastado expresndolo como porcentaje inicial (5).

5- Resistencia al desgaste.

bolas ensayo de Los ngeles ensayo de Los ngeles

hormign endurecido

Se ha definido con acierto al hormign como un casi slido elasto-visco-plstico, haciendo con ello referencia a su compleja reologa, que participa de las caractersticas de los tres tipos de cuerpos mencionados: los elsticos, los viscosos y los plsticos. No extraar esta complejidad si se recuerda que en el hormign coexisten la fase slida (ridos y cemento), la lquida (agua) y la gaseosa (aire ocluido).

Durante el proceso de fraguado y endurecimiento, el hormign se contrae de volumen si tal proceso se verifica en el aire y se entumece si se verifica en el agua. Al primer fenmeno se denomina retraccin.

Veamos los conceptos de retraccin, entumecimiento y fluencia.

Retraccin. La retraccin es el acortamiento experimentado por el hormign debido a la prdida paulatina de agua .

Entumecimiento.Cuando el hormign est constantemente sumergido en agua experimenta un aumento de peso y un incremento de volumen como consecuencia de la adsorcin de agua.

Fluencia. Si a un elemento de hormign se le somete a una tensin fija y mantenida, experimenta una deformacin instantnea y otra que es funcin del tiempo; a esta ltima se le denomina fluencia y su conocimiento es necesario para estudiar el comportamiento mecnico de las estructuras.

6- Caractersticas reolgicas.

La Reologa es la rama de la Mecnica que

estudia la evolucin de las deformaciones de un

material a lo largo del tiempo.

aparato para medir la refraccinmedida de la fluencia del hormign

Las caractersticas del hormign difieren dependiendo de si este se ha fraguado (hormign endurecido) o no (hormign fresco).

i la trabajabilidad-docilidad es la caracterstica principal del hormign fresco, la compacidad, resistencia a la compresin, laimpermeabilidad y la resistencia al desgaste, lo son del hormign endurecido.

De las caractersticas del hormign fresco va a depender en gran medida las propiedades finales del hormign endurecido y de su idoneidad para la puesta en obra.

Tanto el hormign fresco como el endurecido son sometidos a ensayos con el fin de constatar sus caractersticas y propiedades.

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