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HORMIGÓN ARMADO

Los temas aquí desarrollados se basan en los usos y costumbres de obra, y fundamentalmente, se adecuan a la normativa IRAM (Instituto Argentino de Racionalización de Materiales), y a las reglamentaciones del CIRSOC (Centro de Investigación de los Reglamentos Nacionales de Seguridad para las Obras Civiles) actualmente en vigencia en nuestro medio.

Además  recoge experiencias propias, vividas en las distintas obras donde tuve oportunidad de desempeñarme, y se refuerzan algunos conceptos con párrafos tomados de publicaciones del ITH (Instituto Tecnológico del Hormigón) y de la Asociación Argentina del Hormigón Elaborado.

Pongo a disposición de profesionales, usuarios, estudiantes y público en general interesado en el tema, este trabajo actualizado, práctico y con elevado respaldo conceptual, deseando colaborar para facilitar la tarea de todos aquellos que intervienen en una obra, particularmente Directores, Jefes de Obra, Constructores, Supervisores y Proveedores de Hormigón Elaborado. 

 

Oscar Liberatore

Maestro Mayor de Obras

A continuación se citan los temas tratados y luego se desarrollarán los mismos.

       1.   Características del hormigón elaborado

2.    Aptitud de colocación del hormigón

3.    Como actúan los agentes agresivos

4.    Especificación de la calidad del hormigón

5.    Especificación para la elaboración de hormigón expuesto a la acción de agentes agresivos

6.    Control de Calidad del hormigón

7.    Aplicación de la estadística en el análisis de resultados de resistencia a compresión de probetas de hormigón

8.    El ensayo de resistencia a compresión de probetas, como forma de valorar la calidad de los hormigones

9.    Resistencia media de dosificación del hormigón

10.  Factores que afectan al coeficiente de variación

11.  Tendencias en el campo del control de calidad de los hormigones en obra

12.  Procedimiento correcto para tomar muestras de hormigón elaborado fresco en obra

13.  Manera correcta de medir la consistencia del hormigón

        14.  Manera correcta de confeccionar y conservar las probetas cilíndricas de hormigón hasta el                 momento del ensayo de rotura por compresión

15.  Como pedir el hormigón elaborado

16.  Tareas en obra para recibir el hormigón

17.  Cuidados a tener con el hormigón elaborado en las operaciones de obra, tales como descarga, colocación, compactación, curado, etc.

18.  Hormigonado en tiempo caluroso

19.  Hormigonado en tiempo frío

20.  Fisuras en el hormigón

21.  Determinación de la calidad del hormigón de estructuras ya construidas

22.  Calidad del hormigón endurecido

23.  Uniformidad

24.  Resistencia mecánica

25.  Impermeabilidad

26.  Durabilidad

27.  Deformabilidad

28.  Hormigón endurecido de estructuras ya construidas, susceptibles de ser estudiadas. Algunas técnicas de aplicación.

29.  Consideraciones generales respecto de cómo encarar el estudio del hormigón en estructuras construidas

30.  Durabilidad de las estructuras de hormigón armado o pretensado

31.  Acción agresiva de los sulfatos contenidos en aguas y suelos de contacto

32.  Corrosión de aceros para estructuras de hormigón

33.  Inyección de vainas para estructuras de hormigón pretensado

        34.  Objeto de la inyección de vainas

        35.  Aspectos reologicos

36.  Condiciones de inyección de las suspensiones de obras
 
Introducción

Nos viene de muy lejos la idea de la indestructibilidad de la piedra como material de construcción, idea avalada por la supervivencia de los monumentos de la antigüedad que han resistido siglos.

Dentro del concepto del hormigón armado se encuentra la asociación acero-hormigón bajo la protección que el segundo ofrece al primero, lo que permite colocarlo tal cual sale de la línea de producción. Se admite que una ligera oxidación superficial en el acero, es eliminada por la acción reductora del cemento.

Debe dejarse de pensar en la pretendida indestructibilidad del hormigón, tal como se lo admitía a principios de siglo; si existen agentes corrosivos y no se previene su acción, la vida útil de la estructura se acorta sustancialmente, pudiendo reducirse a pocos años.

Con respecto a la protección de la armadura, es insuficiente si la permeabilidad del hormigón supera un cierto tope.

Abundan los ejemplos de este caso, en edificios derrumbados que a los diez años de construida su armadura, era solamente una mancha de óxido.

Por lo general el proyecto no alude a la durabilidad o traslada la responsabilidad al Constructor. Y en el traslado no es difícil que la Dirección de Obra pase por alto el tema y la estructura resulte con seguridad inicial satisfactoria, pero decreciente con su edad.

La especificación de las prevenciones sobre durabilidad, es necesaria en el proyecto. Su traslado al Constructor o a la Dirección de Obras es formalmente admisible, pero expuesta a omisión; sin contar que ciertas circunstancias de corrosión se manifiestan potencialmente por el examen mineralógico de los agregados, aunque en buena proporción ellos resulten inocuos; pero su inocuidad es fruto del resultado de ensayos cuya duración no baja de seis meses. Y durante ese plazo la obra debe desechar materiales económicamente convenientes que pueden no ser objetables.

 

1) Características del hormigón elaborado

El hormigón elaborado de buena calidad es aquél que une a la resistencia mecánica solicitada, la durabilidad que lo mantenga en buenas condiciones durante el tiempo de la obra en servicio, y a un precio razonable de manera que no pueda ser reemplazado por otro material.

Se le reconocen dos estados físicos: El hormigón fresco, que es mientras se mantiene en estado plástico cuando aún no ha iniciado el proceso de fraguado; y el hormigón endurecido, que se caracteriza por su dureza y rigidez, y que se produce cuando termina el fraguado, a partir de la cual, el conjunto de materiales granulares, pulverulentos y agua, se ha convertido en una verdadera piedra artificial.

a) El hormigón fresco debe ser adecuado para la obra particular a la que se destina, en especial su docilidad que debe permitir recibirlo, transportarlo, colocarlo en los encofrados, compactarlo y terminarlo con los medios disponibles. De este modo el hormigón llenará totalmente los encofrados, sin dejar oquedades o nidos de abeja y recubrirá totalmente las armaduras de refuerzo, tanto en pro de la resistencia estructural como para la pasivación del hierro lograda con la lechada de cemento, y quedará con la terminación prevista para la obra. Durante estas actividades no debe producirse ninguna segregación de los materiales componentes, en especial el agua.

Una vez terminada la colocación del hormigón en los encofrados, debe ser homogéneo, compacto y uniforme.

Se designa hormigón homogéneo al que una vez descargado y endurecido no presenta “juntas frías” o “juntas de trabajo”; es decir capas adyacentes o superpuestas del material que han sido colocadas con una separación tal de tiempo, que al hormigón que se colocó antes le faltó la plasticidad suficiente como para que se “soldase” con el colocado a continuación, y por esa falta de adherencia no se ha obtenido el monolitismo, indispensable en una estructura donde el hormigón debe actuar como una sola pieza.

Para evitar estas situaciones, que pueden comprometer seriamente el comportamiento de la estructura, deben tomarse algunas precauciones básicas, tales como las siguientes:

  • Evitar las caídas libres del hormigón desde más de un metro de altura, lo que provoca la segregación del material y corrimientos laterales de la masa.

  • La hormigonada debe hacerse por tongadas horizontales que completen la superficie a llenar entre encofrados, y cuyo espesor dependerá de los medios de compactación disponibles, pero nunca deberá superar los 50 ó 60 centímetros.

  • Cada tongada deberá ir compactándose de inmediato, y debe calcularse el tiempo de modo que al colocarse la siguiente, la anterior deberá conservar un estado plástico suficiente como para permitir la perfecta adherencia entre ambas.

El hormigón compacto es el que al consolidarse ha llenado totalmente los encofrados y recubierto íntegramente las armaduras de refuerzo, dando a éstas buena protección y adherencia. No deberá tener agua en exceso con lo cual la exudación será mínima. La compactación de los hormigones duros deberá hacerse con vibradores de mesa, de superficie o que actúen directamente sobre los encofrados. Los hormigones plásticos deben ser compactados con vibradores de inmersión, y los hormigones blandos o fluidos se compactarán manualmente con varillas de madera o de hierro.

Hay que recordar que los vibradores de inmersión deben introducirse en el hormigón con el vástago vibrador colocado verticalmente, ya que existe una mala práctica generalizada de colocarlo acostado, inclusive para hacer correr la masa de hormigón. Con esta forma de trabajo, las fuerzas que origina la acción vibratoria producen una fuerte segregación de la mezcla en la masa.

Debe recordarse también que un exceso de vibración hace subir los finos, es decir la lechada de cemento, hacia la superficie y envía los agregados gruesos hacia abajo, lo que convierte al hormigón en heterogéneo y con distintas características, inclusive de resistencia, en diferentes alturas de la estructura.

Hormigón de resistencia uniforme: Pueden cumplirse perfectamente las cualidades mencionadas en los dos párrafos anteriores, pero ellas solo quedan completas con un buen curado, es decir evitando que se pierda la humedad que es indispensable para la hidratación del cemento, que lleva a su fraguado y endurecimiento. Sin humedad no hay fraguado ni endurecimiento en el tiempo.  

Se inicia el curado con un buen humedecimiento de las bases si se trata de pavimentos o de estructuras en contacto con el terreno, y de los encofrados para estructuras en elevación. Una vez colocado y ejecutada la terminación superficial del hormigón, debe evitarse la evaporación del agua de mezclado, impidiendo el escape de humedad por medio de membranas de curado, tapando las estructuras con polietileno o reponiendo el agua, una vez terminado el fraguado del cemento, por medio de llovizna fina que no lastime la superficie. Después de varias horas de hormigonado (lo que dependerá de las condiciones particulares de cada obra) puede ser usado inclusive el sistema de inundación recubriendo totalmente la estructura con agua. El período mínimo aconsejado para el curado de estructuras a temperatura normal (no más de 28º C) y movimiento de aire moderado, es de 7 días, el que debe prolongarse con más calor y en especial si sopla viento o es un período de baja humedad atmosférica. La falta total de curado, en el mejor de los casos hará perder a 28 días un 35% de la resistencia que el mismo hormigón daría con curado húmedo; y en condiciones extremas de sequedad, calor y viento la pérdida puede superar el 50%.

 

b) Hormigón endurecido es el estado final del hormigón una vez terminado su fraguado. Las características al llegar a este estado, y que resultan de interés desde el puno de vista estructural, son las siguientes:

La resistencia mecánica deberá estar acorde con las necesidades de la estructura. El hormigón elaborado se controla por su resistencia a la compresión simple en probetas cilíndricas normalizadas (curado húmedo) ensayadas a 28 días. Los resultados de estos ensayos son la base para determinar la calidad del hormigón, ya que a medida que su valor tiende a aumentar también aumentan otras cualidades muy importantes propias de este material, tales como la durabilidad, la impermeabilidad y la terminación superficial, como las más destacadas. Por acuerdo previo entre Usuario y Productor, puede cambiarse la edad de los ensayos, y si necesidades de obra así lo indicaran pueden emplearse otras técnicas de ensayo para determinar resistencia a tracción simple por compresión diametral.

 

2) Aptitud de colocación del hormigón

El conjunto de partículas sólidas que componen la mezcla correctamente dosificada, necesita un factor cohesivo con poder suficiente para retener las partículas una vez mezcladas y permitir su manipulación y colocación sin perder homogeneidad. Tal factor cohesivo lo provee la fina partícula de agua que rodea y separa las partículas, y que actuará así con tal que supere el contenido de agua estrictamente necesario para rodear todas las partículas; y que el espesor de la película no alcance al valor que le hace perder todo efecto adhesivo en la superficie de las partículas (punto de segregación).

Entre ambos extremos, detectables observando la deformación del cono de Abrams, cabe toda la gama de consistencias adecuadas a las distintas condiciones del encofrado y armadura, y la respectiva herramienta de compactación. Tal relación entre: consistencia; condiciones de molde; y energía de compactación, debe ser armónica y de ninguna manera puede manejarse arbitrariamente.

Completa la aptitud de la colocación de la mezcla, el que aún no se haya cumplido el tiempo de fraguado mientras esté expuesto a recibir energía vibratoria originada en la compactación en otros lugares de la misma estructura. En verano esta condición puede resultar decisiva y hasta obligar al uso de aditivos retardadores.

 

3) Como actúan los agentes agresivos

Sobre la armadura

Es muy sabido que la simple exposición a la atmósfera húmeda provoca corrosión superficial al acero, con la excepción del clima muy seco.

El recubrimiento de hormigón actúa como protector del acero en función de la dificultad que puede oponer al acceso del aire.

Sobre el hormigón

Los agentes agresivos para el hormigón pueden ser clasificados en dos grandes grupos:

·   Los que por acción física (disolución) solubilizan o atacan a los componentes del cemento endurecido.

·   Los que por cristalización directa (congelamiento del agua contenida en los poros) o por la formación de los productos de la reacción del agresivo con los componentes del cemento endurecido, ejercen tensiones internas capaces de vencer la resistencia del ligante. Provocan la desintegración del hormigón por expansión y fisuración.

Cuando el agente agresivo está en el exterior del hormigón, en el medio en contacto con el mismo (habitualmente los suelos y aguas de contacto) la red capilar permite el acceso del agresivo por acción del gradiente de concentración, y por vía inversa la eliminación del material en el caso 1. La permeabilidad juega así el papel importantísimo, dificultando o facilitando por vía puramente física aquellos procesos, y el bloqueo de la absorción capilar, mediante la incorporación intencional de aire, es un recurso eficaz cuando el agua de contacto carece de presión hidráulica (simple humedad)

Pero cuando el agente agresivo está en el interior del hormigón (caso de la reacción álcali-árido) la prevención anterior es insuficiente, y el recurso es necesariamente la selección de la composición química del cemento.

Finalmente las películas constituyen el único recurso frente a la acción de los ácidos, que ningún cemento hidráulico conocido es capaz de resistir.

 

4) Especificación de la calidad del hormigón

·        Ausencia de condiciones de agresividad.

En rigor esta situación no existe por cuanto todo material está sujeto a la ley natural de evolución hacia las formas más simples y estables. Pero dentro del concepto de vida útil puede aceptarse que estructuras a cubierto del contacto atmósfera exterior y humedad, no están expuestas a corrosión del hormigón ni de la armadura.

Desde luego que la resistencia acusada por las probetas será el índice de la calidad del hormigón colocado en la estructura, siempre y cuando la mezcla haya cumplido la condición de “aptitud de colocación” por su consistencia en relación a la geometría de los encofrados y del método de compactación.

·        Condiciones de agresividad provocadas por acción climática exclusivamente.

Resultan del análisis de las condiciones del entorno a la estructura, siendo por consiguiente, del resorte del Proyectista Estructural. Estas condiciones son:

Exposición a la atmósfera exterior y Características del clima.

·        Condiciones de agresividad provocadas por contacto con agua o suelo húmedo, no agresivos.

Esta instancia requiere asesoramiento especializado del Químico experto en corrosión. El material (suelo y agua) puede provenir de las muestras del estudio mecánico del suelo; como

hoy ya es práctica corriente realizar dicho estudio, el único trabajo adicional para el Proyectista es remitir las muestras a un laboratorio donde se las analice químicamente.

Pero la ausencia de agresividad resulta de la “no presencia” de múltiples sustancias, no solamente de las más comunes como cloruros y sulfatos, panorama que puede faltar al analista no especializado. Por consiguiente, las muestras deben remitirse a un laboratorio que se ocupe habitualmente del tema.

·        Condiciones de agresividad provocadas por contacto con sustancias corrosivas.

Toda sustancia (sólido, líquido o gas) que puede tener contacto con la estructura debe ser relevada para analizar su reactividad, concepto que alcanza a los suelos y aguas de contacto.

Con respecto a los diferentes productos industriales que podrán tener contacto con la estructura durante su vida útil, existen tablas que contienen, para cada producto que pueda ser agresivo, su efecto sobre el hormigón.

 

5) Especificación para la elaboración de hormigón expuesto a la acción de agentes agresivos

Especificación general que debe ser complementaria con las exigencias específicas de cada caso particular de agresividad.

·        Condiciones generales

La condición primordial para conferir resistencia al hormigón ante cualquier acción agresiva por corrosión, es dificultar el movimiento del agua en su interior. Por consiguiente, la baja permeabilidad es la condición número uno.

Las fisuras son vías de acceso adicionales para los agentes corrosivos, tanto del hormigón como de la armadura. Deben prevenirse controlando los tres factores que las provocan:

-         Contenido unitario de agua de la mezcla original, que determina la retracción por desecamiento.

-         Desecamiento prematuro que provoca retracción antes de existir la necesaria resistencia a tracción.

-         Trabajo normal de la armadura de tracción.

A continuación figuran las prevenciones específicas ante el caso particular: incorporación intencional de aire, cemento especial y/o aplicación de películas protectoras.

·        Especificación de colocación

a)      La mezcla se colocará con asentamiento que en secciones de difícil colocación se podrá aumentar hasta 10 cm.

b)      La compactación se ejecutará por vibrado de alta frecuencia.

c)      Las secciones de muy difícil colocación que no pueden llenarse con mezcla de asentamiento limitado de acuerdo al punto a), deberán evitarse cuando existan condiciones de agresividad.

d)      El mezclado será exclusivamente mecánico y su duración no bajará de dos minutos para las hormigoneras tipo convencional.

e)      Las condiciones de elaboración deberán permitir el control del valor de la razón agua/cemento especificada dentro de una tolerancia no mayor de 0.02 en mas o en menos.

f)        Deberá verificarse la inexistencia de falso fraguado en el cemento, porque si no ocurriera el tiempo de mezclado no podrá bajar de cinco minutos.

g)      Cuando la menor sección de la pieza estructural no exceda de 75 cm, la temperatura de la mezcla no excederá de 25º C en el momento de la colocación; si dicha menor sección excede de aquella medida, la mezcla deberá colocarse con una temperatura no mayor de 20º C.

h)      No se permitirá usar cemento de alta resistencia inicial, para llenar secciones cuya menor dimensión exceda los 75 cm, y en general en todos aquellos casos en que las condiciones para la disipación del calor de hidratación sean favorables.

·       Especificación de dosificación

a)      La razón agua/cemento, en peso, no podrá exceder a los valores consignados para el caso de agresividad y condiciones que corresponden a la estructura.

b)      El contenido unitario de cemento no será menor de 375 kg/m3, ni mayor de 425 kg/m3.

c)      El agua de mezclado deberá satisfacer las exigencias de las normas.

d)      Los agregados fino y grueso cumplirán las exigencias de las normas.

e)      El hormigón contendrá el porcentaje de aire incorporado intencionalmente que corresponde al tamaño máximo del agregado grueso.

f)        El uso de aditivo fluidificante siempre resulta recomendable, pero será necesario para obtener las razones agua/cemento más bajas sin exceder el contenido unitario máximo especificado en el punto b).

·      Especificación de curado

a)      El curado se iniciará tan pronto como la superficie del hormigón tolere el contacto con el agua sin peligro de deterioro, y la provisión de agua asegurará que en ningún momento la superficie del hormigón llegue a desecarse.

b)      El curado continuo deberá sostenerse durante siete días por lo menos.

c)      Podrá aplicarse membrana de curado luego de los tres primeros días de curado líquido continuo.

 

6) Control de Calidad del hormigón

La realización de ensayos periódicos de resistencia a la compresión sobre probetas de hormigón, tiene como objeto principal controlar la variabilidad de producción en la elaboración de dicho material y establecer las características de resistencia  que se cotejarán con las especificadas.

Este requisito de resistencia, no solamente asegura que el hormigón endurecido esté en condiciones de satisfacer las tensiones de trabajo previstas por el proyectista estructural, sino que proporciona, además, una indicación satisfactoria para juzgar su calidad, ya que en general otras propiedades deseables del hormigón, tales como la durabilidad (frente al ataque de un medio ambiente agresivo), la impermeabilidad, la resistencia al desgaste, etc., son mayores mientras mayor es la resistencia del hormigón.

Durante la ejecución de la estructura, con el objeto de valorar la calidad del hormigón que se utilizará para su construcción, se extraen muestras de la mezcla en estado fresco con el fin de moldear probetas que se ensayan, a una edad determinada, a compresión. Si bien todas las probetas se moldean con muestras de hormigón que aparentemente tienen características similares, al ensayarlas a compresión a una edad determinada y analizar los resultados obtenidos, en general no existirán resultados iguales.

Para poder evaluar dichas variaciones y también el efecto que ellas tienen sobre la calidad y el comportamiento futuro de la estructura, es que se han incorporado a los reglamentos y especificaciones técnicas los principios de carácter estadístico y los métodos de control de elaboración y calidad basados en dichos principios.

 

7) Aplicación de la estadística en el análisis de resultados de resistencia a compresión de probetas de hormigón

La introducción de la estadística a problemas de ingeniería civil, principalmente a problemas de tecnología del hormigón, ha permitido interpretar con más profundidad los resultados obtenidos experimentalmente y mejorar el control de calidad del hormigón.

La aplicación de la estadística matemática, ha sido definitivamente aceptada en el campo de la ingeniería vinculada a la ejecución de obras, considerándola como un elemento esencial para estudiar las variaciones normales de las características de los materiales.

 

8) El ensayo de resistencia a compresión de probetas, como forma de valorar la calidad de los hormigones

El ensayo de probetas cilíndricas, de 15 cm de diámetro y 30 cm de altura, a compresión simple, es un método hoy practica y universalmente aceptado para estimar la calidad del hormigón.

Cada ensayo (promedio de probetas correspondientes a una muestra) representa, dentro de cierto margen de error, la resistencia del punto de la estructura de donde proviene la muestra.

De ahí que el promedio de los valores del conjunto de ensayos no tiene significado físico y de manera alguna puede atribuírsele el sentido de valor más probable. La seguridad de una estructura, en lo que hace al material utilizado en su ejecución, no depende de la resistencia media de dicho material, sino de la resistencia del punto más débil de la estructura.

El control de la calidad del hormigón de una estructura, aparece así definido en términos de una resistencia media y en la variación de los resultados individuales disponibles.

La resistencia promedio combinada con el valor de la dispersión de los resultados individuales permite, aplicando las leyes de la estadística, calcular la resistencia mínima probable en la estructura, que es la que permitirá fijar las tensiones admisibles para el dimensionado de la misma.

 

9) Resistencia media de dosificación del hormigón

La resistencia promedio de un grupo de probetas, correspondientes a un universo estadístico, conjuntamente con su desvío normal permiten, a través de su tratamiento estadístico, calcular con una probabilidad determinada, el límite inferior de los resultados individuales.

Se aprecia, por consiguiente, que el problema de proyectar una dosificación de hormigón plantea la necesidad de poder vincular la resistencia característica, o mínima estadística, con la resistencia media correspondiente al hormigón en estudio.

Será necesario, además, tener en cuenta las variaciones de resistencia que en obra son inevitables, por lo que el proyecto de una dosificación de hormigón se efectuará de modo tal que su razón agua-cemento en peso, sea la necesaria para obtener, a la edad de 28 días, una resistencia media mayor que la resistencia característica especificada.

 

10) Factores que afectan al coeficiente de variación

Las causas o factores más importantes en la variación de la resistencia del hormigón pueden ser divididas en:

  1. Variaciones en las propiedades del hormigón

a)      Cambios de la razón agua-cemento, en peso.

b)      Mal control del contenido de agua en la mezcla.

c)      Variaciones en el contenido de agua requerido.

d)      Variaciones en las características y proporciones de los componentes.

e)      Variaciones en el mezclado.

f)        Variaciones en el traslado, colocación y compactación.

g)      Variaciones en temperatura y curado.

 

      2.   Variaciones en los métodos de ensayos para juzgar la calidad del hormigón

 

a)      Procedimientos incorrectos de toma de las muestras de hormigón fresco.

b)      Métodos incorrectos de ejecución de las probetas de hormigón.

c)      Deficiencia de curado y acondicionado de probetas.

d)      Errores relacionados con el ensayo mecánico.

 

11) Tendencias en el campo del control de calidad de los hormigones en obra

Los reglamentos, a pesar de utilizar criterios diferentes para establecer el rechazo o la aceptación del hormigón ejecutado, tienen en común los criterios generales de control de calidad que se resumen a continuación:

a)      Las variaciones que se producen en hormigones elaborados con una misma dosificación nominal y el mismo equipo de elaboración, se analizan  siguiendo el criterio estadístico mediante la curva de distribución normal o gaussiana.

b)      Con respecto al número de ensayos se establece que una sola probeta moldeada para cada edad, a la que se quiere conocer su resistencia, será representativa de la muestra de la que proviene.

c)      Para determinar la resistencia media de dosificación, partiendo de la resistencia característica especificada para el proyecto, se estima la regularidad en la fabricación del hormigón en base a valores mínimos estipulados o valores experimentales de la “desviación normal”, desechando el criterio tradicional del coeficiente de variación.

d)      Se tipifica a los hormigones sobre la base de su resistencia característica a la edad de 28 días, definiéndose grados de resistencia; las mezclas de hormigón que se destinan para cada tipo de estructura (Ej.: hormigón simple, hormigón armado con agregado liviano, con agregado de peso normal, hormigón pretensado) deberán cumplir con una determinada resistencia característica mínima especificada, es decir, con un grado de resistencia mínimo.

 

12) Procedimiento correcto para tomar muestras de hormigón elaborado fresco en obra

La etapa más critica en la valoración de la calidad del hormigón por su resistencia es la primera: la obtención de la muestra.

Un error en este punto hace a los resultados de los ensayos falsos e inútiles. Cuando las muestras se toman en obra siguiendo las normas correspondientes, se llegará a los resultados esperados. La falta de cuidado al tomar las muestras no reflejará la calidad del hormigón que se está ensayando. Las muestras de hormigón elaborado deben tomarse en obra en el momento de la descarga y directamente de la canaleta de la motohormigonera.

Las muestras para los ensayos de consistencia, contenido de aire y resistencia, se tomarán después de haberse descargado por lo menos los primeros 250 litros del total del pastón y antes de los últimos 250 litros del mismo.

Las muestras para determinar la densidad del hormigón (llamada comúnmente “peso unitario”), se tomarán normalmente al estar descargando aproximadamente la mitad de la carga total del pastón, de cada uno de los tres pastones diferentes.

Todas las muestras de hormigón que han sido tomadas deben ser remezcladas para asegurar la uniformidad de la mezcla, antes de ser usadas para ejecutar ensayos. Además, la muestra debe ser protegida del sol, del viento y de la lluvia durante el período entre su toma y su empleo. El tiempo entre la toma y la utilización no deberá ser superior a 15 minutos.

Una falta bastante común observada en las obras, es que se confeccionan las probetas en lugar de descarga y luego se las lleva a su lugar de almacenamiento. Las probetas nunca deben ser alteradas por movimientos, sacudidas o golpes, especialmente durante las primeras 24 horas. Esta mala práctica puede ser evitada, tomando la muestra en un recipiente de tamaño suficiente (por ejemplo una carretilla) y llevándola al lugar donde se fabricarán las probetas, prácticamente en el lugar de su estacionamiento durante las primeras 24 horas.

Tomar muestras del hormigón vertido en los encofrados, es una práctica a todas luces no recomendable ya que, aparte de la dificultad de tomar una porción representativa del material, el hormigón al estar en el encofrado ya sufrió manipulaciones, y puede tener agua de exudación o haber perdido agua de mezclado al contacto con encofrados secos, contener partes segregadas de la mezcla, etc.

El hormigón elaborado, se reitera, debe ser objeto del muestreo tal como viene en la motohormigonera, en especial si el ensayo es para determinar asentamiento en el cono de Abrams o resistencia.

 

13) Manera correcta de medir la consistencia del hormigón

El desarrollo del ensayo es el siguiente:

1.      Colocar el cono sobre una superficie plana, horizontal, firme, no absorbente y ligeramente humedecida. Se aconseja usar una chapa de metal cuya superficie sea varios centímetros mayor que la base grande del cono. Colocar el cono con la base mayor hacia abajo y pisar las aletas inferiores para que quede firmemente sujeto.

2.      Llenar el cono en tres capas: Llénese hasta aproximadamente 1/3 de su volumen y compáctese el hormigón con una varilla lisa, de acero, de 1,6 centímetros de diámetro y con uno o los dos extremos semiesféricos. La compactación se hace con 25 golpes de la varilla, con el extremo semiesférico impactando al hormigón. Los golpes deben repartirse uniformemente en toda la superficie y penetrando la varilla en el espesor de la capa pero sin golpear la base de apoyo.

3.      Llénese el cono con una segunda capa hasta aproximadamente 2/3 del volumen del mismo y compáctese con otros 25 golpes de la varilla, siempre con la punta redondeada en contacto con el hormigón y repartiéndolos uniformemente por toda la superficie. Debe atravesarse la capa que se compacta y penetrar ligeramente (2 a 3 centímetros) en la capa inferior pero sin golpear la base de ésta.

4.      Llénese el volumen restante del cono agregando un ligero “copete” de hormigón y compáctese esta última capa con otros 25 golpes de varilla, que debe penetrar ligeramente en la segunda capa.

5.      Retirar el exceso de hormigón con una llana metálica, de modo que el cono quede perfectamente lleno y enrasado. Quitar el hormigón que pueda haber caído alrededor de la base del cono.

6.       Sacar el molde con cuidado, levantándolo verticalmente en un movimiento continuo, sin golpes ni vibraciones y sin movimientos laterales o de torsión que puedan modificar la posición del hormigón.

7.      Medida del Asentamiento: A continuación se colocará el cono de Abrams al lado del cono formado por el hormigón y se mide la diferencia de altura entre ambos. Si la superficie del cono de hormigón no queda horizontal, debe medirse en un punto medio de la altura y nunca en el más bajo o en el más alto.

Advertencia: Nunca debe utilizarse el hormigón empleado en el ensayo de Cono, para confeccionar probetas para ensayo de resistencia.

 

14) Manera correcta de confeccionar y conservar las probetas cilíndricas de hormigón hasta el momento del ensayo de rotura por compresión

Para obtener resultados dignos de confianza deberán seguirse las siguientes técnicas:

1.      Usar solamente moldes indeformables, no absorbentes, estancos y de materiales que no reaccionen con el cemento. La medida para las obras corrientes son de 15 cm. de diámetro por 30 cm. de altura, con las tolerancias que fija la norma. El tamaño máximo del agregado grueso no podrá superar 1/3 del diámetro del molde. Si parte del agregado grueso supera el valor del punto anterior, se podrá preparar la probeta con el hormigón que pase a través de un tamiz de 37,5 mm. Antes de llenar los moldes, deberán ser colocados sobre una superficie horizontal, rígida y lisa. Para mayor seguridad, deben hacerse, por lo menos, dos probetas por cada pastón que se quiera controlar por cada edad, generalmente 7 y 28 días.

2.      Cada muestra se tomará directamente de la canaleta de descarga de la motohormigonera, después de haberse descargado los primeros 250 litros de la carga y antes de descargar los últimos 250 litros de la misma. La muestra se tomará en un recipiente limpio no absorbente y estanco, y deberá ser totalmente remezclado en el mismo, antes del llenado de las probetas.

3.      La finalidad de compactar el hormigón en los moldes es la de eliminar los huecos que pueden quedar dentro de la masa por la diferente forma y tamaño de los componentes que, al disminuir la sección de la probeta, le hacen perder resistencia. Hay muchas personas que, para compactar el hormigón de la probeta, usan el primer trozo de la barra de hierro que encuentran en la obra; otros se limitan a golpear el molde lateralmente y otros llenan el molde como si el hormigón fuera líquido autonivelante. Todos estos procedimientos herrados llevan a resultados bajos de resistencia. En cambio, la norma establece el uso de la varilla con punta semiesférica para compactar el hormigón, ya que trabaja mejor por dos razones:

·    Se desliza entre los agregados en vez de empujarlos como lo hace una varilla de corte recto en la punta, con la cual quedan espacios huecos al ser retirada.

·    Al retirar la barra, permite que el hormigón vaya cerrándose suavemente tras ella, lo que es facilitado por la punta redondeada.

Por estas razones la Norma determina para el ensayo, el uso de una barra de acero cilíndrica, lisa, de 1,6 cm de diámetro por 60 cm de longitud con asentamiento en el Cono de Abrams de 5 cm o mayor. Para asentamientos menores debe recurrirse al uso de vibradores.

4.      Se procede al llenado de las probetas, colocando el hormigón en tres capas de aproximadamente 1/3 de la altura del molde cada una,.Una vez colocada cada capa se la compacta con 25 golpes de la varilla, uniformemente distribuidos sobre su superficie. En la primera capa, los 25 golpes deben atravesarla íntegramente pero sin golpear el fondo del molde. La compactación de la segunda y la tercera capas se hace atravesando totalmente cada una de ellas y penetrando aproximadamente 2 cm en la capa anterior. El llenado de la última capa se hace con un exceso de hormigón. Terminada la compactación de la capa superior, se golpean los costados del molde suavemente con una maza de madera o goma, a fin de eliminar macroburbujas de aire que puedan formar agujeros en la cara superior. Finalmente se enrasa la probeta al nivel del borde superior del molde, mediante una cuchara de albañil, retirando el hormigón sobrante y trabajando la superficie hasta conseguir una cara perfectamente plana y lisa.

5.      Las probetas terminadas que queden en obra, deben dejarse almacenadas sin desmoldar, durante 24 horas, en condiciones de temperatura ambiente de 21º C +/- 6º C, evitando movimientos, golpes, vibraciones y pérdida de humedad. Probetas que quedan en el lugar de trabajo varios días, a temperaturas variables, expuestas a pérdida de humedad, etc., darán resultados erróneos de resistencia, siempre más baja y de mayor variabilidad que aquéllas que han sido tratadas correctamente.

6.      Después de 24 horas de confeccionadas, las probetas se desmoldarán y transportarán al laboratorio para su curado. Durante el transporte y manipuleo, las probetas deben ir acondicionadas para evitar golpes y pérdida de humedad, así como variaciones grandes de temperatura. Llegadas al laboratorio, las probetas se almacenarán a temperatura de 23º C +/- 2º C en una pileta con agua saturada con cal que las cubra totalmente, o en cámara húmeda con humedad relativa ambiente superior al 95%, donde quedan hasta el momento del ensayo.

 

15) Como pedir el hormigón elaborado

Existen dos oportunidades en que se pide hormigón elaborado, y la información a intercambiar entre Usuario y Productor del material será diferente en cada una de ellas.

Al pedir hormigón elaborado está contratándose un servicio que lleva implícito un producto, por lo que el pedido tiene que ser muy preciso, estableciéndose todas las pautas como corresponde a cualquier contrato.

 

La primera de esas oportunidades es cuando se trata de un nuevo Usuario con una Obra Nueva, o un Usuario habitual con una Obra Nueva.

En este caso el Usuario debe intercambiar datos de su obra con el Productor, que en definitiva debe conocer lo siguiente:

1.      Tipo de estructura: total de hormigón en m3 que llevará toda la obra; tiempo estimado de ejecución.

2.      Resistencia característica a compresión del hormigón en Mpa o en Kg/cm2.

3.      Tipo y cantidad mínima de cemento por m3 de hormigón que pueda ser necesario por exigencias de durabilidad u otras que no sean la condición de resistencia a compresión.

4.      Tipo y tamaño máximo de los agregados pétreos.

5.      Consistencia de la mezcla fresca en centímetros en el momento de la descarga, medida con el Cono de Abrams.

6.      Aditivos químicos a incorporar al hormigón.

7.      Contenido de aire intencionalmente incorporado en % en las mezclas que lo especifiquen.

8.      Características especiales que requiere ese hormigón (p. Ej.: Hormigón a la vista, resistente al desgaste, resistente al ataque por sulfatos, etc.)

9.      Si será hormigón bombeado o el transporte interno se hará por medios tradicionales.

10.  Capacidad de recepción del hormigón en la obra, en lo posible en m3/hora, y toda otra información pertinente que surja del cambio de ideas entre Usuario y Productor.

El Productor completa el conocimiento sobre la obra, enviando un inspector a la misma con la misión de verificar la ubicación, accesos y posibilidades de maniobra para las motohormigoneras; posible lugar de descarga o de colocación de la bomba de hormigón; etc.

 

La otra oportunidad para pedir el hormigón, que es la de todos los días, es cuando el pedido se hace para una obra conocida por el Productor, donde ya se ha hormigonado con anterioridad, y están establecidos todos los datos que figuran mas arriba; lo que se hace es seguir una rutina que puede incluir los puntos siguientes:

1.      Quién hace el pedido y para que obra.

2.      Día y hora en que se desea la primera motohormigonera en obra, y con qué frecuencia las subsiguientes.

3.      Cantidad de m3 de hormigón necesarios.

4.      Tipo y tamaño máximo de los agregados.

5.      Resistencia característica a compresión a 28 días en Mpa o en Kg/cm2.

6.      Asentamiento en el Cono de Abrams, en cm.

7.      Que aditivo debe llevar el hormigón.

8.      Que va a hormigonarse y qué medio de transporte interno va a utilizarse.

9.      Cualquier otra información complementaria que pueda ser útil.

 

16) Tareas en obra para recibir el hormigón

Aparte de hacer correctamente el pedido en tiempo y forma, deben realizarse en la obra algunas tareas para facilitar la operación de los camiones, tales como las siguientes:

·        Preparar los accesos y recorridos para las motohormigoneras dentro de la obra para que puedan entrar, maniobrar, descargar y salir sin impedimentos y en el menor tiempo posible. Y que esos accesos y recorridos no se deterioren con el paso de los primeros camiones y haya que detener el hormigonado por un vehículo atascado.

·        El guinche o elemento de descarga del hormigón debe ser colocado tanto en planta como en altura para que la descarga sea fluida y sin demora excesiva.

·        Debe haber colaboración de la obra con los conductores de las motohormigoneras y viceversa. Y eso se consigue pensando durante cinco minutos y no discutiendo durante cinco horas.

·        Es indispensable tener preparada la recepción del hormigón antes que llegue el primer camión y no esperar a que llegue éste y recién empezar con los preparativos para recibir el material.

·        No ejecutar períodos de descanso o comidas mientras está descargándose un camión y en caso de tomarse un lapso largo a tales efectos, hacérselo saber a la planta de elaboración para que disminuya el ritmo de los despachos.

·        Por bueno que sea el hormigón no ocultará los defectos que puedan derivarse de una mala ejecución del hormigonado. Encofrados sucios o muy secos; agregado de agua en exceso; demoras en la descarga; deficiente colocación, compactación o terminación harán aparecer enseguida defectos superficiales del hormigón, y a 28 días se observarán fallas de resistencia en las probetas.

·        Es importante calcular bien la cantidad necesaria para la hormigonada a ejecutar y tener siempre en cuenta que por pérdidas en los encofrados y otras, sobreespesores de losas, etc., siempre habrá necesidad de una cantidad ligeramente mayor a la que se mide matemáticamente, en especial en bases de fundación o estructuras que tienen como encofrado el terreno natural, vigas en medianera, pilotes, etc.

·        No hacer esperar innecesariamente a las motohormigoneras; de lo contrario, el vehículo siguiente destinado a esta obra será dirigido hacia otra, por parte del Productor.

·        La más importante de todas: No incitar jamás al conductor de la motohormigonera a agregar agua a la mezcla.

 

17) Cuidados a tener con el hormigón elaborado en las operaciones de obra, tales como descarga, colocación, compactación, curado, etc.

 Las normas especifican que la descarga del hormigón debe estar terminada dentro de los  90 minutos, a contar desde la salida de la planta de carga (para condiciones atmosféricas

normales con 25º C como máximo). Dentro de ese tiempo, la obra dispone de 30 minutos para efectuar la descarga.

Si la temperatura ambiente fuera mayor, la misma norma autoriza a hormigonar hasta con temperatura ambiente de 32º C, pero tomando precauciones especiales (uso de aditivos retardadores de fraguado, enfriamiento de los agregados y del agua, etc).

En cuanto a las descargas, deberán hacerse de modo que no se produzca segregación de los materiales, para lo cuál el hormigón nunca se dejará en caída libre desde más de un metro de altura. Si la descarga se hace directamente sobre la estructura (caso típico: pavimentos) el hormigón deberá caer verticalmente y en la cantidad aproximada al espesor necesario y corriendo la canaleta de descarga para evitar la acumulación de material en exceso que luego haya que correr lateralmente.

Para llevar el hormigón desde el punto de descarga hasta el lugar de colocación, el transporte vertical u horizontal debe hacerse en recipientes estancos, para evitar pérdidas de lechada, y con piso y paredes no absorbentes y permanentemente bien humedecidos para evitar pérdidas de humedad a la mezcla y facilitar el corrimiento del material.

Si se descarga en canaletas, deben estar colocadas con un ángulo tal que permita el deslizamiento lento del hormigón, y al llegar a la parte inferior, la caída debe ser vertical y de no más de un metro de altura.

Actualmente, el mejor medio de transporte vertical y horizontal es la bomba de hormigón, impulsando el material por una tubería desde la canaleta de descarga de la motohormigonera hasta el lugar de colocación con total uniformidad, en el mínimo tiempo y conservando todas las condiciones de limpieza y calidad que tenía al salir del tambor del camión. Además, las bombas modernas son de mecánica muy confiable y con un diseño tal, que la vena de hormigón sale del manguerote final en forma de chorro continuo.

Un buen proceso de colocación es el que tiende al llenado completo de los encofrados, en especial en las esquinas, sin alterar la uniformidad del hormigón y con un perfecto recubrimiento de las armaduras de refuerzo. Para ello, deberá cumplir con estos requisitos:

·        No depositar una gran masa en un solo punto y esperar que por su propio peso, o con la ayuda de algún elemento para correrlo, se vaya deslizando lateralmente hasta alcanzar la altura que corresponde. Estos deslizamientos producen segregación del agua de mortero y de lechada de cemento, dejando en algunos casos separado al agregado grueso.

·        Evitar un exceso de compactación, en especial vibración, que hace subir a la superficie el mortero y lechada de cemento y envía hacia abajo el agregado grueso.

·        Evitar la compactación insuficiente porque se produce el fenómeno conocido como formación de “nidos de abeja”, es decir oquedades ocupadas por macroburbujas de aire o bolsones de agua segregados de la mezcla que dejan huecos al desaparecer. En los “nidos de abeja”, la resistencia del hormigón es Cero.

·        Descargar en los moldes desde una altura mayor a un metro, produce inevitablemente segregación del material. En algunos casos habrá que dirigir el hormigón hacia los moldes, utilizando trozos cortos de tuberías que deben tener un diámetro de por lo menos tres veces el tamaño máximo del agregado.

·        Para desplazar el hormigón, no tratar de arrojarlo con palas a gran distancia ni tratar de distribuirlo con rastrillos. Tampoco hacerlo avanzar desplazándolo más de un metro dentro de los encofrados.

·        En las estructuras muy gruesas, por ejemplo plateas de fundación, debe hormigonarse por tongadas cuyo espesor no supere los 50 centímetros ya que en espesores superiores la compactación es ineficaz.

En cuanto a la compactación, es la operación que, bien ejecutada, hace llegar el hormigón a su máxima compacidad, llenando perfectamente los encofrados y cubriendo totalmente las armaduras de refuerzo.

La vibración debe hacerse sumergiendo la aguja rápida y profundamente en dirección vertical y luego retirándola lentamente y con velocidad constante, también en vertical. Durante la vibración debe evitarse todo movimiento de corrimiento transversal o inclinación de la vela fuera de la vertical. Los puntos de aplicación no deben estar separados mas de 50 cm entre sí y su efecto puede apreciarse visualmente al aparecer toda la superficie vibrada con una humectación brillante. Es preferible vibrar más puntos en menos tiempo que menos puntos en más tiempo. La vibración en cada