Tema 9: Tipos de hormigón y aplicaciones.

1. Hormigón en masa, armado y pretensado.

2. Hormigones avanzados:A. ligeros,

B. con fibras cortas

C. de altas prestaciones.A. Alta resistencia

B. Autocompactantes

D. Hormigones con componentes reciclados.

MATERIALES ICurso 2016-2017. Ciencia y Tecnología de la Edifica ción. C. Guadalajara

Profesor Gonzalo Barluenga Badiola

Tipos de hormigones

• De acuerdo con su aplicación constructiva, se puedendosificar o combinar con otros materiales:

Hormigón en masa: utilizado como único componente.

Hormigón armado: Combinado con barras o elementosde acero que mejoran la resistencia a flexión(armaduras pasivas).

Hormigón pretensado: Tipo de armado en el que loselementos de acero están tensados y comprimen elhormigón (armaduras activas).

Hormigones avanzados: Incorporan otros componentespara mejorar sus prestaciones (resistencia, fluidez, …)

Hormigón en masa

• Se trata de usar el hormigón como único materialconstitutivo de un elemento estructural.

• Debido al comportamiento mecánico del hormigón(poca resistencia a tracción y fractura frágil), sólo sepuede utilizar en elementos comprimidos (yparcialmente confinados).

• La resistencia mínima requerida en la EHE parahormigón en masa es de 20 MPa (Art. 31.4).

Hormigón armado

• Para mejorar las prestaciones se incorporan productosde acero en las piezas de hormigón (barras y mallas).

• El acero cumple con dos funciones:Aumenta la resistencia a flexión de la sección.Aumenta la ductilidad (la fractura no es tan frágil)

• El comportamiento mecánico de acero y hormigón esmuy distinto (Ehormigón≅ Eacero/10).

• La compatibilidad radica en la adherencia delcemento hidratado (anclaje de las armaduras).

• El medio alcalino del cemento hidratado pasiva lasarmaduras (inhibe la corrosión-oxidación).

• Para que el acero trabaje a tracción, es necesario queel hormigón se fisure (en las zonas traccionadas).

Hormigón pretensado• Se entiende por pretensado la aplicación controlada de

una tensión al hormigón mediante el tesado de tendonesde acero de alta resistencia (alambres, cordones o barras).

(En la EHE no se consideran otras formas de pretensado)

• Tipos de pretensado:– Según la posición, puede ser interior o exterior

– Según el momento de tesado: pretensado o postesado.

– Según las condiciones de adherencia: adherente o no.

• Ventajas del pretensado: el hormigón reduce su trabajoen tracción (poca resistencia) y el tamaño de las fisuras(menor permeabilidad) y aprovecha su resistencia acompresión.

Designación de hormigones(EHE)• LA EHE considera en masa, armado y pretensado.

• La nueva versión (EHE-08) incluye H. Especiales.

• Designación normalizada:

Tipo de hormigón (HM, HA, HP)

Resistencia característica a compresión (MPa)

Consistencia (S, P, B, F) o asiento (en cm)

Tamaño máximo del árido (en mm)

Clase de exposición (agresividad del ambiente)

• Ejemplo:

HA – 30/P/20/IIa (Clase Normal, humedad alta)

Hormigones avanzados

• Están dosificados con componentes diferentes a losconvencionales para modificar sus propiedades.

• Tienen características “especiales” en estado fresco y/oendurecido que permiten aplicaciones distintas.

• Algunos son:

Hormigones ligeros (o aligerados)(Anejo 16)

Hormigones de altas prestaciones (HAR y HAC)

Hormigones con fibras(Anejo 14)

Hormigones reciclados(Anejo 15)

Hormigones ligeros (Anejo 16)• Su característica principal es su baja densidad.

• Se obtiene utilizando aireando la matriz de cemento(celular) o sustituyendo árido por materiales ligeros :

Arcilla expandida (arlita)

Pizarra expandida (vermiculita)

Polímeros espumados (EPS)

Caucho, corcho, fibras, …

• Hormigón ligero estructural (HLE) aquel hormigónde estructura cerrada, con densidad aparente, en seco,≤

2000 kg/m3 y≥ 1200 kg/m3 y que contiene una ciertaproporción de árido ligero, tanto natural como artificial.

Hormigones ligeros

Hormigones de altas prestaciones

• Se definen como aquellos que tienen una altadurabilidad debido a su baja relación agua / cemento.

• Incorporan un aditivo reductor de agua que proporcionauna alta fluidez para relaciones a/c muy bajas (≅ 0,3).

• Son materiales con muy baja porosidad (permeabilidad)

• Tipos más usuales:

• Hormigones de alta resistencia: Incorporan adicionesmuy reactivas (humo de sílice o cenizas volantes).

• Hormigones autocompactantes: incorporan grancantidad de finos (< 500µ). (Anejo 17)

(No requieren compactación para llenar moldes.)

Hormigones de alta resistencia• Se considera hormigón de alta resistencia el que tiene una

R comp > 50 MPa (La EHE incluye hasta 100 MPa).• Para conseguirlo se necesitan materiales con elevadas

propiedades mecánicas (áridos y cemento) con unagranulometría que incremente la compacidad.

• Por encima de 70 MPa se debe incorporar adiciones dealta eficacia (humo de sílice o cenizas volantes).

• Además, la relación a/c debe ser baja (≈ 0,3), por lo quehay que usar superfluidificantes.

• Son muy compactos, poco porosos y tienen bajapermeabilidad (presentan problemas a fuego).

• Son más rígidos que los convencionales y presentanfractura explosiva.

Hormigones de alta resistencia

Hormigón Autocompactante (HAC ó SCC) (Anejo 17)

“Un hormigón que, en estado fresco, puede fluir por su propio peso y llenar completamente un encofrado, incluso en presencia de un armado denso, sin necesidad de ninguna vibración ni procedimiento de compactación, al tiempo que mantiene su homogeneidad en estado fresco”

(ENFARC; Especificaciones y directrices para el Hormigón

autocompactable - HAC, ENFARC, 2002. www.enfarc.org)

Reología del HAC en estado fresco

Ensayo de fluidez de un hormigón autocompactante.

Puesta en obra de un HAC

Ejecución de cerramientos y particiones con HAC

Ventajas del Hormigón Autocompactante

� Aumento de la velocidad de construcción.� Reducción de mano de obra.� Mejores acabados superficiales.� Mayor facilidad de puesta en obra.� Aumento de la durabilidad del material.� Aumento de las posibilidades de diseño.� Ausencia de ruido en la ejecución.� Aumento de la seguridad en el trabajo.

(Zhu, 2001)

Dosificación de los HAC

� Uso de aditivos reductores de agua de altaeficacia (super-fluidificantes).

� Incorporación de gran cantidad de finos oadiciones (Tamaño de partícula < 500 µ).

� Relación agua/cemento habitual (0,5-0,7).� Relación agua/finos (cemento+adiciones) baja.� Reducción del contenido de árido (80 →60 %).

Hormigones con fibras (Anejo 14)

• Incorporan fibras cortas (≅ 40 mm) de diámetroreducido como material de refuerzo a tracción (aumentala ductilidad).

• La distribución aleatoria de las fibras produce uncomportamiento mecánico isótropo (macroscópico).

• Hay diferentes tipos de fibras (Acero, vidrio, Plasticas).

• La aplicación más extendida es el GRC:

Se trata de una matriz de mortero reforzada con fibra devidrio Álcali-resistente (AR).

Su reducida sección no requiere recubrimientosimportantes, consiguiéndose elementos muy delgados.

Hormigones con fibras

Hormigón reforzado con fibra de polipropileno 40 mm (G. Melián 2006)

Hormigones con fibras

(G. Melián 2006)

Hormigones con fibras

Hormigones con componentes reciclados• Incorporan desechos para reducir el consumo de

materias primas y valorizar residuos(Anejo 15)

• Los residuos pueden ser inertes (áridos o filler) oreactivos (hidráulicos o puzolánicos).

• Los residuos deben cumplir las siguientes condiciones:

Ser de bajo coste, estar disponibles y el reciclaje debesuponer un valor añadido.

Ni los productos ni los procesos pueden ser tóxicos opeligrosos.

• Ejemplos: adiciones industriales (cenizas), restos decantería y residuos de demolición/construcción (áridosreciclados, pesados y ligeros), caucho de neumáticos.

Hormigón con caucho reciclado

de neumáticos usados

Tramo experimental decarretera en Gudino, cercade Salamanca.

Glosario de conceptos del Tema 9•Tipos de hormigones •Hormigón autocompactante

•Hormigón en masa •Ventajas de los HAC

•Hormigón armado •Dosificación de HAC

•Hormigón pretensado •Hormigones con fibras

•Hormigones avanzados •GRC

•Hormigón ligero estructural (HLE) •Hormigones reciclados

•Hormigón de altas prestanciones (HAP) •Condiciones de los residuos

•Hormigón de alta resistencia (HAR)

Tema 9: Tipos de hormigón y aplicaciones.

1. Hormigón en masa, armado y pretensado.

2. Hormigones avanzados:A. ligeros,

B. con fibras cortas

C. de altas prestaciones.A. Alta resistencia

B. Autocompactantes

D. Hormigones con componentes reciclados.