Hormigón Armado


El hormigón armado es un material que resulta de la combinación del concreto y el acero, que en forma conjunta está en condiciones de resistir a los distintos esfuerzos que se presentan en las estructuras.

El concreto es básicamente una mezcla de tres componentes: cemento, áridos y agua,  que en su conjunto resistirán a las tensiones de compresión y el acero a las tensiones de tracción.

Cemento:

El cemento se presenta en forma de un polvo finísimo, de color gris que mezclado con agua forma una pasta que endurece tanto bajo agua como al aire. Por la primera de estas características y por necesitar agua para su fraguado se le define como un aglomerante hidráulico.

Para la preparación del hormigón se utiliza el cemento Pórtland, que se obtiene por molturación conjunta de clínker Pórtland, una cantidad adecuada de regulador de fraguado y eventualmente, hasta un cinco por ciento de adiciones. Estas adiciones pueden ser una sola o varias entre escoria siderúrgica,  puzolana natural, cenizas volantes o fíller calizo.

Áridos:

Como agregados para la fabricación de hormigones, pueden emplearse arenas y gravas obtenidas de: yacimientos naturales o rocas trituradas por machacamiento cuyo empleo se encuentre aceptado por la práctica, o resulte aconsejable como consecuencia de estudios realizados en laboratorio.

Se entiende por arena o árido fino al árido o fracción del mismo que pasa por el tamiz de 5 mm de malla. Se entiende por grava o árido grueso el que resulta retenido por dicho tamiz. Se entiende por árido total, aquel que deporsí o por mezcla, posee las proporciones de arena y grava adecuadas para fabricar el hormigón necesario en función a las diferentes dosificaciones para obtener diferentes resistencias cilíndricas del hormigón.

Agua:

En general podrán ser utilizadas tanto para el amasado como para el curado del hormigón en obra, todas las aguas consideradas como aceptables por la práctica.

Toda agua de calidad dudosa, deberá ser sometida a análisis previos en un laboratorio legalmente autorizado.

Las cantidades necesarias de agua, cemento y áridos disponibles para obtener el hormigón deseado al más bajo costo posible garantizando la seguridad de la estructura son determinadas a partir de tres factores fundamentales: la resistencia, la consistencia y el tamaño máximo del árido

Existen muchos métodos y reglas para dosificar teóricamente un hormigón, pero no son más que orientativos. Por ello salvo en obras de poca importancia, las proporciones definitivas de los componentes deben establecerse mediante ensayos en laboratorio, introduciendo después en la obra las correcciones que resulten necesarias o convenientes.

El hormigón armado tiene la cualidad de adaptarse a cualquier forma de acuerdo con el molde o encofrado que lo contiene, por lo que es posible darle las formas mas variadas y extraordinarias, particularmente en la construcción de edificios ha llegado a dar satisfacción a los mas exigentes planteos estructurales.

En la construcción de edificios se presentan los siguientes elementos de hormigón armado:

Zapatas:

-Aislada
-Viga invertida o de gran canto (en 1 y 2 direcciones)
-Platea de fundación
-Pilotaje
·                    Columnas
·                    Vigas
·                    Losas:

-Maciza
-Nervada ( en 1 y 2 direcciones)
-Encasetonada
-Alivianada (viguetas en 1 dirección)

·        Escaleras
·        Tanques de agua
·        Muros:

-Corte (ascensores)
-Contención

Una estructura de hormigón armado es el resultado de un conjunto de operaciones cuyo orden cronológico de desarrollo en la obra es la siguiente:

-         Ejecución de los encofrados
-         Doblado y montaje de las armaduras
-         Fabricación y colocado del hormigón
-         Curado
-         Desencofrado


Especificaciones Técnicas.-

 Cemento:


Para la elaboración de los distintos tipos de hormigones se debe hacer uso sólo de cementos que cumplan las exigencias de las NORMAS BOLIVIANAS referentes al Cemento Pórtland.

  • En ningún caso se deben utilizar cementos desconocidos o que no lleven el sello de calidad otorgado por el organismo competente.
  • Para asegurar una buena conservación del cemento envasado se debe estibar bajo techo, separando del piso y paredes protegiendo de corrientes de aire húmedo. Para evitar su compactación excesiva no conviene estibar en pilas de mas de 10 bolsas de altura.
  • El tiempo de almacenaje de los cementos será menor a 3 meses.

Áridos:

Cuando no se tengan antecedentes sobre la utilización de los áridos disponibles, o en caso de duda, deberá comprobarse que cumplan las siguientes condiciones:

Tabla 9. Condiciones mínimas para los áridos

  • Se prohíbe el empleo de áridos que contengan o puedan contener materias orgánicas,  piritas o cualquier otro tipo de sulfuros o impurezas.
  • Al menos el 90 % en peso del árido grueso será de tamaño inferior a la menor de las dimensiones siguientes:

-Los cinco sextos de la distancia horizontal libre entre armaduras independientes o de la distancia libre entre una armadura y el parámetro mas próximo.
La cuarta parte de la anchura, espesor o dimensión mínima de la pieza que se hormigona.

  • Los áridos deberán ser almacenados de tal forma que queden protegidos de una posible contaminación por el ambiente y especialmente por el terreno, no debiendo ser mezclados de forma incontrolada los distintos tamaños. Deberán también adoptarse las necesarias precauciones para eliminar en lo posible la segregación tanto durante el almacenamiento como en su transporte.
  • Se aconseja que el módulo de finura de la arena sea mayor a 2.58 y a la vez el tamaño de la grava entre ½ ” y 1 ”.

Agua de amasado y/o curado:

El agua debe ser limpia y deberán rechazarse las que no cumplan una o varias de las siguientes condiciones:
 
Tabla 10. Condiciones mínimas para el agua

Aditivos:

Podrá autorizarse el empleo de aditivos, siempre que se justifique mediante oportunos ensayos realizados en laboratorio, que la sustancia o sustancias agregadas en proporciones y condiciones previstas, produzcan el efecto deseado sin riesgos para la resistencia y la durabilidad del hormigón o las armaduras.

  • Los aditivos pueden ser plastificantes, aireantes, retardadores o aceleradores del fraguado, etc. Su eficacia debe ser demostrada mediante ensayos previos.
  • Tanto la calidad como las condiciones de almacenamiento y utilización, deberán aparecer claramente especificadas en los correspondientes envases, o en los documentos de suministro.

Encofrados:

A los encofrados de madera se les exige como cualidades principales las de ser rígidos, resistentes y limpios.

  • Los encofrados de madera deben ser pintados con aceite sucio sobre la superficie interior antes de la colocación del hormigón, para  impermeabilizar la madera y evitar que se adhiera con el hormigón
  • Se debe colocar chanfles en las esquinas del encofrado, para evitar desmochaduras o agrietamientos de los distintos elementos al momento del desencofrado.

Armaduras:

Las armaduras para el hormigón serán de acero y estarán constituidas por:

- Barras lisas
- Barras corrugadas

Los diámetros nominales de las barras lisas y corrugadas que se utilizan en el proyecto y construcción de obras de hormigón armado, serán exclusivamente los siguientes:
Tabla 11. Diámetros nominales de barras

  • Las barras no presentarán defectos superficiales por efectos de oxidación, grietas ni sopladuras.
  • El límite de fluencia del acero deberá ser mayor o igual a 4200 Kg/cm².
  • Todos los ensayos de control de calidad del acero serán realizados de acuerdo a las normas UNE.

Fabricación y colocado del hormigón:

Preparación del hormigón:

La preparación del hormigón será efectuada en la misma obra o en una central de hormigonado.

Cuando la preparación del hormigón se la realice en la obra, los materiales deben ser amasados en una hormigonera. Para obtener la compacidad adecuada, los materiales deberán ser vertidos en el siguiente orden:

-         Agua (la primera mitad)
-         Grava (para que se vaya lavando)
-         Cemento
-         Arena
-         Agua (la segunda mitad)

  • El tiempo de amasado debe ser menor o igual a 3 minutos, para obtener un mezclado homogéneo.
  • Una central de hormigonado consta de almacenamiento de materia primas, instalaciones de dosificación, equipos de amasado, equipos de transporte y dispondrá de un laboratorio de control de calidad.
  • Será necesario efectuar ensayos de laboratorio tanto para hormigones preparados en obra como en central para obtener la resistencia cilíndrica del hormigón a los 28 días. Estos ensayos serán realizados mediante el uso de probetas.

Transporte del hormigón:

El transporte horizontal o vertical del hormigón debe ser realizado con las precauciones necesarias para evitar cualquier tipo de disgregación en el material, lo que provocaría en el hormigón perdidas de resistencia y homogeneidad.

El transporte del hormigón desde la central a la obra puede ser realizado en amasadoras móviles a velocidad de agitación o en equipos adecuados que sean capaces de mantener la homogeneidad del hormigón. Para el transporte del hormigón al lugar de la obra, deben cumplirse las siguientes condiciones:

  • Durante el transporte no deben segregarse los áridos gruesos, lo que provocaría en el hormigón pérdidas de homogeneidad y resistencia. Los áridos rodados son mas propicios a segregarse que los machacados.
  • Debe evitarse en lo posible que el hormigón se seque durante el transporte.

Vertido y colocación del hormigón:

  • El vertido y colocación del hormigón debe ser efectuada de manera tal, que no se produzca la disgregación de la mezcla.
  • El vertido debe ser realizado en forma vertical y no debe ser arrojado desde alturas mayores a 2.5 m.
  • La colocación debe ser realizada por capas, entre 20 y 30 cm de espesor.
  • En el hormigonado de superficies inclinadas, el hormigón fresco tiene tendencia a correr o deslizar hacia abajo, especialmente bajo el efecto de vibración. En estos casos se colocará el hormigón de abajo hacia arriba empleando una mezcla de consistencia seca y colocando suples provisionales de fierro disminuyendo se esta manera su deslizamiento.

Compactación:

Para que el hormigón resulte compacto debe emplearse el medio de consolidación mas adecuado a su consistencia, de manera que se eliminen los huecos y se obtenga un completo cerrado de la masa, sin que llegue a producirse la segregación de la mezcla.

  • La compactación por picado se efectúa mediante una barra metálica que se introduce en la masa de hormigón repetidas veces de modo que atraviese la capa a consolidar y penetre en la inferior. (No recomendable)
  • La compactación por apisonado se efectúa mediante el golpeteo con un pisón adecuado. (No recomendable)
  • La compactación por vibrado mecánico se emplea cuando se quieren conseguir hormigones resistentes, ya que es apropiada para masas de consistencia seca. (Recomendado).

El método recomendado para la compactación de elementos de hormigón armado es mediante el vibrado mecánico para evitar la presencia de cangrejeras.

Juntas de hormigonado:

Al interrumpir el hormigonado de una estructura de hormigón, es necesario que las juntas queden orientadas lo mas perpendicularmente posible a la dirección de las tensiones de compresión, siendo deseable alejarlas de las zonas de máximos esfuerzos.
 
             Figura 24. Juntas de Hormigonado

Generalmente los esfuerzos mínimos se presentan a una distancia de L/5 de la longitud del elemento medida desde el apoyo. En estos puntos el momento es cero. 

                   Figura 25. Diagrama de Momentos

  • Antes de reanudar el hormigonado, debe limpiarse la junta de toda suciedad y material que quede suelto, retirando con cepillo de alambre u otro procedimiento la capa superficial de mortero para dejar los áridos al descubierto. Realizada esta operación de limpieza, en la que no deben emplearse ácidos o agentes corrosivos, se humedece la superficie de la junta y se le aplica una lechada de cemento inmediatamente antes de verter el nuevo hormigón.

Curado:

Una vez puesto en obra el hormigón y en tanto este no haya adquirido la resistencia suficiente, deberá ser protegido contra las inclemencias del tiempo que puedan perjudicarle y especialmente contra un desecamiento prematuro, en particular a causa de soleamiento o viento.

  • Durante el fraguado y primer endurecimiento de hormigón, para que pueda efectuarse la necesaria hidratación de todo el volumen de la masa y con el fin de evitar los daños que puedan originarse por una retracción prematura y demasiado rápida, es imprescindible proteger el hormigón contra la desecación lo mas pronto posible después de su puesta en obra a través de diferentes métodos. (Ver Metodología).
  • En general el proceso de curado debe prolongarse al rededor de unos 7 días hasta que el hormigón haya alcanzado como mínimo el 70 % de su resistencia de cálculo.

Desencofrado:

  • Los encofrados son retirados de acuerdo con las fases previstas en el proyecto, sin producir sacudidas ni choques en la estructura.
  • Las operaciones de desencofrado no serán  realizadas hasta que el hormigón haya alcanzado la resistencia necesaria para soportar con suficiente seguridad y sin deformaciones excesivas, los esfuerzos a los que va a estar sometido.


Metodologia.-

Previo a la ejecución de las estructuras de hormigón armado deben ser fabricadas las galletas.

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