Universidad de Guanajuato

Facultad de Arquitectura

Gloria Cardona Benavides

Construcción I

El hormigón, concreto o cemento es un material compuesto empleado en construcción formado esencialmente por un aglomerante al que se añade: partículas o fragmentos de un agregado, agua y aditivos específicos.

Los aglomerantes son materiales capaces de unir fragmentos de una o varias sustancias y dar cohesión al conjunto por métodos exclusivamente físicos (yeso, cal, cemento).

El aglomerante es en la mayoría de las ocasiones, para el concreto, cemento (generalmente cemento Portland) mezclado con una proporción adecuada de agua para que se produzca una reacción de hidratación. Las partículas de agregados, dependiendo fundamentalmente de su diámetro medio, son los áridos (que se clasifican en grava, gravilla y arena). La sola mezcla de cemento con arena y agua (sin la participación de un agregado) se denomina mortero. Existen hormigones que se producen con otros conglomerante.

El cemento es un material pulverulento que por sí mismo no es aglomerante, y que mezclado con agua, al hidratarse se convierte en una pasta moldeable con propiedades adherentes, que en pocas horas fragua y se endurece tornándose en un material de consistencia pétrea. El cemento consiste esencialmente en silicato cálcico hidratado(S-C-H). Se denomina cemento hidráulico cuando el cemento, resultante de su hidratación, es estable en condiciones de entorno acuosas. Además, para poder modificar algunas de sus características o comportamiento, se pueden añadir aditivos y adiciones (en cantidades inferiores al 1% de la masa total del hormigón), existiendo una gran variedad de ellos.

Características mecánicas: La principal característica estructural del hormigón es resistir

muy bien los esfuerzos de compresión. Sin embargo, tanto su resistencia a tracción como al esfuerzo cortante son relativamente bajas. Para determinar la resistencia se preparan ensayos mecánicos sobre probetas de hormigón.

Para superar este inconveniente, se "arma" el hormigón introduciendo barras de acero, conocido como hormigón armado, o concreto reforzado, permitiendo soportar los esfuerzos cortantes y de tracción con las barras de acero. Es usual, además, disponer barras de acero reforzando zonas o elementos fundamentalmente comprimidos, como es el caso de los pilares.

Características físicas: Densidad: en torno a 2.350 kg/m3 Resistencia a compresión: de 150 a 500 kg/cm2 para el hormigón

ordinario. Existen hormigones especiales de alta resistencia que alcanzan hasta 2.000 kg/cm2.

Resistencia a tracción: proporcionalmente baja, es del orden de un décimo de la resistencia a compresión y, generalmente, poco significativa en el cálculo global.

Tiempo de fraguado: dos horas, aproximadamente, variando en función de la temperatura y la humedad del ambiente exterior.

Tiempo de endurecimiento: progresivo, dependiendo de la temperatura, humedad y otros parámetros. De 24 a 48 horas, adquiere la mitad de la resistencia máxima; en una semana 3/4 partes, y en 4 semanas prácticamente la resistencia total de cálculo.

Dado que el hormigón se dilata y contrae en magnitudes semejantes al acero, pues tienen parecido coeficiente de dilatación térmico, resulta muy útil su uso simultáneo en obras de construcción; además, el hormigón protege al acero de la oxidación al recubrirlo.

Para hacer la revoltura se pone primero el agua en la olla y estando en movimiento se pone el cemento y luego los agregados. Terminado el tiempo e mezclado (1 ½ - 2 min), se vierte la revoltura.

La dosificación se hace con botes alcoholeros llenándolos hasta 16.5 lts.

1 saco de cemento = 50 kg = 33 lts = 2 botes

La temperatura ambiente ejerce una gran influencia en la rapidez del fraguado, duplicándose por cada aumento de 11°C.

Las temperaturas menores a 15° retardan el fraguado y cuando son inferiores a 7°C la impiden totalmente, haciendo que se congele.

Por esto las especificaciones señalan que los colados sólo deben hacerse a temperaturas entre los 16 – 25°C; si son inferiores se requiere calentar el agua, usar aditivos anticongelantes.

Si son superiores a 25°C se provocan dilataciones en la masa que se traducen en agrietamientos. En tal caso se deben usar retardantes de fraguado.

Fraguado inicial de 45 min. A 1 hora

Temperatura 16 – 25°C

AUMENTA

Tiempo de Fraguado Disminuye DISMINUYE

Tiempo de Fraguado Aumenta o se Detiene

El concreto deberá transportarse de la revolvedora (en su caso) a la cimbra de modo que no haya segregación. Debe evitarse el remezclado o el excesivo traspaleo.

Cuando se utiliza una bomba para bombear el concreto, no deben de tener más de 100 m de long.

Cuando el concreto se va a enviar hacia abajo, pueden usarse canalones de lámina con la pendiente adecuada.

Son sustancias que se le agregan al concreto en la revolvedora en el momento de su fabricación para impartirle propiedades diferentes a los que les da un cemento en específico. Al incluirse en la mezcla tienen una función dispersante haciendo que se aproveche todo el cemento y por otra incluyen partículas microscópicas de aire que permiten una mayor trabajabilidad de las mezclas con menos agua. Estos productos son los aditivos, como los siguientes: Defloculantes, aceleradores y retardanes de fraguado, densificadores, estabilizadores de volumen, expansores, anticongelantes, plastificantes, inclusores de aire, etc.

Fraguado y endurecimiento: La principal cualidad de la pasta del hormigón es que fragua y

endurece progresivamente, tanto al aire como bajo el agua. El proceso de fraguado y endurecimiento es el resultado de reacciones químicas de hidratación entre los componentes del cemento. La fase inicial de hidratación se llama fraguado y se caracteriza por el paso de la pasta del estado fluido al estado sólido. Posteriormente continúan las reacciones de hidratación alcanzando a todos los constituyentes del cemento que provocan el endurecimiento de la masa y que se caracteriza por un progresivo desarrollo de resistencias mecánicas. En condiciones normales un hormigón portland normal comienza a fraguar entre 45 minutos y una hora después de que ha quedado en reposo en los moldes y termina el fraguado trascurridas sobre 10 ó 12 horas.

Al ponerse en contacto el agua y el cemento se inicia la reacción química por la que se endurece la mezcla, a este fenómeno se le llama “fraguado” y se divide en dos etapas:

FRAGUADO INICIAL – Que no debe iniciarse antes de los 45 minutos y dura aprox. 12 horas.

FRAGUADO FINAL – Que termina a los 28 días (CPC40)

El fraguado se mide por medio de las agujas de Vicat o las de Gilmore.

AGUJAS DE VICAT. Se considera que la pasta es de consistencia normal cuando

la penetración del pistón es de 10 mm; el fraguado inicial habrá comenzado cuando la aguja se detiene a 5 mm. del fondo del anillo y el fraguado final se ha establecido cuando la aguja se detiene en la superficie.

AGUJAS DE GILMORE. La pasta será de consistencia normal cuando la aguja /0 no

penetra, en tanto que se ha establecido el fraguado final cuando la aguja 0/ 1/ 24 no penetra y no debe iniciarse antes de 45 minutos .

TABLA DE VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA SEGÚN LA EDAD DEL CONCRETO

Edad del hormigón en días

1 7 14 28 360

Resistencia a compresión (% f’c)

35 70 82 100 177

Resistencia: La resistencia a la compresión se puede definir como la máxima

resistencia medida de un espécimen de concreto o de mortero a carga axial. Generalmente se expresa en kilogramos por centímetro cuadrado (Kg/cm2) a una edad de 28 días se le designe con el símbolo f’ c. Para de terminar la resistencia a la compresión, se realizan pruebas especímenes de mortero o de concreto.

La resistencia del concreto a la compresión es una propiedad física fundamental, y es frecuentemente empleada el los cálculos para diseño de puente, de edificios y otras estructuras. El concreto de uso generalizado tiene una resistencia a la compresión entre 210 y 350 kg/cm cuadrado. un concreto de alta resistencia tiene una resistencia a la compresión de cuando menos 420 kg/cm cuadrado.

Para comprobar que el hormigón colocado en obra tiene la resistencia requerida, se rellenan con el mismo hormigón unos moldes cilíndricos normalizados y se calcula su resistencia en un laboratorio realizando ensayos de rotura por compresión.

Consistencia del hormigón fresco: La consistencia es la mayor o menor facilidad que tiene el hormigón

fresco para deformarse y consiguientemente para ocupar todos los huecos del molde o encofrado. Influyen en ella distintos factores, especialmente la cantidad de agua de amasado, pero también el tamaño máximo del árido, la forma de los áridos y su granulometría.

La consistencia se fija antes de la puesta en obra, analizando cual es la más adecuada para la colocación según los medios que se dispone de compactación. Se trata de un parámetro fundamental en el hormigón fresco.

Entre los ensayos que existen para determinar la consistencia, el más empleado es el cono de Abrams. Consiste en llenar con hormigón fresco un molde troncocónico de 30 cm de altura. La pérdida de altura que se produce cuando se retira el molde, es la medida que define la consistencia.

Consistencia de los hormigones frescos

Consistencia Asiento en cono de Abrams (cm)

Compactación

Seca 0-2 Vibrado

Plástica 3-5 Vibrado

Blanda 6-9 Picado con barra

Fluida 10-15 Picado con barra

Líquida 16-20 Picado con barra

Durabilidad: Se define a la durabilidad del hormigón como la capacidad

para comportarse satisfactoriamente frente a las acciones físicas y químicas agresivas a lo largo de la vida útil de la estructura protegiendo también las armaduras y elementos metálicos embebidos en su interior.

Por tanto no solo hay que considerar los efectos provocados por las cargas y solicitaciones, sino también las condiciones físicas y químicas a las que se expone. Por ello se considera el tipo de ambiente en que se va a encontrar la estructura y que puede afectar a la corrosión de las armaduras, ambientes químicos agresivos, zonas afectadas por ciclos de hielo-deshielo, etc.

Tipos de Hormigón

Hormigón ordinario También se suele referir a él denominándolo simplemente hormigón. Es el material obtenido al mezclar cemento portland, agua y áridos de varios tamaños, superiores e inferiores a 5 mm, es decir, con grava y arena.

Hormigón en masa Es el hormigón que no contiene en su interior armaduras de acero. Este hormigón solo es apto para resistir esfuerzos de compresión.

Hormigón armado Es el hormigón que en su interior tiene armaduras de acero, debidamente calculadas y situadas. Este hormigón es apto para resistir esfuerzos de compresión y tracción. Los esfuerzos de tracción los resisten las armaduras de acero. Es el hormigón más habitual.

Hormigón pretensado Es el hormigón que tiene en su interior una armadura de acero especial sometida a tracción. Puede ser pre-tensado si la armadura se ha tensado antes de colocar el hormigón fresco o post-tensado si la armadura se tensa cuando el hormigón ha adquirido su resistencia.

Mortero Es una mezcla de cemento, agua y arena (árido fino), es decir, un hormigón normal sin árido grueso.

Hormigón ciclópeo Es el hormigón que tiene embebidos en su interior grandes piedras de dimensión no inferior a 30 cm.

Hormigón sin finos Es aquel que sólo tiene árido grueso, es decir, no tiene arena (árido menor de 5 mm).

Hormigón aireado o celular Se obtiene incorporando a la mezcla aire u otros gases derivados de reacciones químicas, resultando un hormigón baja densidad.

Hormigón de alta densidad Fabricados con áridos de densidades superiores a los habituales (normalmente barita, magnetita, hematita...) El hormigón pesado se utiliza para blindar estructuras y proteger frente a la radiación.

El concreto premezclado es uno de los materiales más versátiles en la industria de la construcción hoy en día. Las grandes obras de arquitectura como puentes, edificios altos y represas requieren de los más altos estándares de ingeniería y éste brinda lo necesario para lograrlo.

Nuevas tecnologías como concreto de alta resistencia, concreto permeable, concreto auto-consolidable, y la aplicación de color y textura han aumentado el atractivo del concreto como material de construcción.

Tipo de concreto premezclado

Características

Concreto Premezclado Estándar

El concreto premezclado estándar es la forma más común de concreto.

Concreto Arquitectónico y Decorativo

Este tipo de concreto puede desempeñar una función estructural además de un acabado estético o decorativo. Puede ofrecer superficies o texturas lisas o ásperas además de una diversidad de colores.

Concreto de Fraguado Rápido

Diseñado para elevar el desarrollo temprano de resistencia, este concreto permite retirar las cimbras más rápido, secuenciar la construcción aceleradamente, y una rápida reparación en proyectos como carreteras o pistas de aterrizaje.

Concreto Reforzado con Fibras

El concreto diseñado con fibras micro o macro puede usarse ya sea para aplicaciones estructurales, donde las fibras pueden potencialmente sustituir el reforzamiento con varilla de acero, o para reducir el encogimiento. Las macro fibras pueden incrementar significativamente la ductilidad del concreto, haciendo que sea altamente resistente a la formación y propagación de grietas.

Relleno Fluido

El mortero líquido simplifica el proceso de colocación de tuberías y cables al rodear al tubo o cable con una cubierta compacta que la protege, previene el asentamiento y permite a las cuadrillas trabajar rápido.

Concreto Compactado con Rodillo

Compactado y curado en sitio, el concreto compactado con rodillo es un concreto de cero revenimiento con resistencia a la abrasión para soportar agua a alta velocidad, lo que lo hace el material de elección para sistemas de drenajes y otras estructuras sujetas a condiciones de alto flujo.

Concreto Autocompactante

El concreto autocompactante tiene un flujo muy alto; por lo tanto, es autonivelante, lo que elimina la necesidad de vibración. Debido a los plastificantes utilizados exhibe muy alta compactación como resultado de su bajo contenido de aire. En consecuencia, el concreto autocompactante puede tener resistencias muy elevadas, llegando a rebasar 50 MPa.

Concreto Poroso

Es un material sumamente permeable que permite que el agua, particularmente las aguas pluviales, se filtren por él, lo que reduce las inundaciones y la concentración calorífico por hasta 4° C, y ayuda a evitar los derrapes en los caminos mojados. Este concreto idealmente se usa en estacionamientos, andadores y orillas de alberca.

Concreto Antibacteriano

Este concreto controla el crecimiento de las bacterias, ayudando a mantener ambientes limpios en estructuras tales como laboratorios, restaurantes y hospitales.

CEMEX: Es una compañía global de materiales para la industria de la construcción que ofrece productos y servicios a clientes y comunidades en América, Europa, África, Medio Oriente y Asia. Cuenta con una red de operaciones que produce, distribuye y comercializa cemento, concreto premezclado, agregados y otros productos relacionados en más de 50 países, y mantiene relaciones comerciales en aproximadamente 102 naciones.

COESSA: Empresa que tiene sus orígenes en el Estado de Michoacán a principios de los años 90´s. El proyecto original fue el de comercializar concreto premezclado de alta calidad para el segmento de la construcción en la ciudad de Morelia. Gracias a los logros reflejados, al empuje y entusiasmo del fundador dieron pie al crecimiento sostenido y constante en varios puntos del estado.

HERMANOS CAMACHO: empresa mexicana con más de 20 años de experiencia en el giro de la construcción y servicio al cliente. Especialista en concretos premezclados. Distribuidora cruz azul.