El Hormigon

CAPITULO 3: EL HORMIGON

3.1 DEFINICIÓN.

El hormigón es una roca artificial, constituida por una masa de material de relleno o agregados (finos y gruesos), aglutinados por una matriz de pegamento o pasta conformada por cemento y agua.

Los agregados o materiales de relleno tienen las siguientes funciones:

a.- Proveen un relleno barato.

b.- Son resistentes a la aplicación de cargas y a la abrasión

c.- Reducen los cambios volumétricos en el proceso de fraguado de la pasta.

d.- Reducen las expansiones y retracciones por los procesos de humedecimiento, secado y carbonatación de la pasta.

La pasta de cemento es el componente activo del hormigón y tiene las siguientes funciones:

a.- Llenar los vacíos que dejan los agregados.

b.-Recubre y aglutina a los agregados.

c.-Provee lubricación a la masa plástica del hormigón fresco.

d.-Da resistencia al hormigón endurecido.

3.2 LOS AGREGADOS

3.2.1 Clasificación.

Los agregados se clasifican por su origen, su tamaño, modo de preparación y su composición mineralógica.

Según su origen los agregados pueden ser:

Los agregados pueden ser de origen natural o artificial. L de origen natural son el resultado de la intemperización, produciéndose lo que conocemos como arenas (finos) y gravas (gruesos). Si el proceso es artificial, es decir por trituración de las rocas, se obtiene el ripio triturado (gruesos) y el polvo de piedra (finos).

Según la norma (ASTM-C33), INEN-694 el agregado fino es un material pétreo que pasa la malla o tamiz de 4,75mm (Nº4) y el agregado grueso es el material pétreo que retiene esta malla.

Desde el punto de vista mineralógico, la norma ASTM-C294 clasifica a los agregados en minerales de: sílice, mica, carbonato, sulfato, hierro, arcilla, feldespatos, zeolitas, ferromagnesio, entre los principales. Es de destacar que para obras importantes, un examen geológico del agregado es importante para juzgar su calidad.

3.2.2 Requisitos básicos de calidad en los agregados.

Según la norma INEN-872 (ASTM-C33), los agregados deben ser duros, resistentes, durables, limpios, de buena granulometría, no reactivos con el cemento (inertes); la roca de la cual provienen los agregados debe ser compacta, inalterada, sin rajaduras ni porosidades; la densidad absoluta de la roca de origen debe ser lo más alta posible (No menor a 2400 kg/m3.) Los agregados para ser limpios estarán libres de impurezas como arcilla y otros elementos orgánicos, porque pequeñas cantidades de estas impurezas, principalmente en el agregado fino, bloquean o impiden la hidratación del cemento.

La forma y textura de los agregados es de importancia en cuanto tiene que ver con la adherencia. Formas redondeadas e irregulares son las más comunes y se deben descartar agregados gruesos cuyas partículas sean elongadas, en las cuales la longitud es considerablemente mayor a las otras dimensiones.

Agregados con superficies de textura áspera, proveen una buena adherencia, lo que directamente influye en la resistencia del hormigón.

La resistencia mecánica del agregado, mediante una prueba indirecta en una muestra de roca puede ser una buena referencia; pues un valor medio aceptable es de 200 MPa. Una regla muy empírica indica que la roca resistirá tres o cuatro veces más que la resistencia a la compresión del hormigón que se desee obtener.

Existen pruebas básicas para cada uno de los agregados, que rigurosamente deberan aprobar para que puedan seguir estudiándose, caso contrario deberán ser desechados. En el agregado fino, la prueba básica es el análisis colorimétrico, que determina la presencia o no de materia orgánica perjudicial. En el caso de que la prueba nos indique presencia de material orgánico perjudicial, el agregado fino será rechazado.

En el agregado grueso, la prueba básica es la resistencia a la abrasión, cuyo desgaste debe ser menor al 40 % para que sea apto para la elaboración de hormigón.

Se limita al 3% de material fino que pase el tamiz de 75 μm (Nº200); y para el agregado grueso, el 1%. El contenido máximo de arcilla se especifica en el 1% para el agregado fino y 0.25% para el agregado grueso.

La contaminación salina permisible debe ser máximo del 1% con respecto al peso del cemento. Asi mismo, no se admite un porcentaje mayor al 2% del peso del agregado de partículas inestables como pizarras, terrones, carbón y más partículas desmenuzables.

Los agregados deben ser resistentes a los cambios térmicos y a la acción de sales y sulfatos; asi como también no deben contener cantidad de minerales de sílice que pueda provocar reacción negativa con los álcalis del cemento, destruyendo al hormigón.

3.2.3Granulometría de los agregado.

La granulometría estudia la distribución por tamaños de las partículas de los agregados. Cuando las partículas de los agregados tienden a tener un solo tamaño predominante, el agregado es "uniforme"; en cambio, si las partículas tienen una variedad equilibrada de tamaños, el agregado es "bien graduado".

Si todas las partículas de los agregados tienen un tamaño uniforme, dejan grandes espacios a ser llenados por pasta de cemento y agua ; pero si el agregado es bien graduado, quedan menos espacios a llenarse, por lo que el hormigón es más económico. Sin embargo, el material ideal no debe obtenerse, por cuanto no habría espacios para llenar con pasta, perdiéndose cohesión, trabajabilidad, adherencia, etc.

a) Análisis Granulométrico.

Es un ensayo en el agregado, que consiste en hacer pasar muestras del material a través de una serie de mallas de aberturas suscesivamente más pequeñas y determinar la masa del material retenido en cada malla, con el fin de determinar la distribución de tamaños de sus partículas.

Según la norma ASTM-C33 (INEN-696), el tamizado de los agregados finos se debe realizar por la siguiente serie de mallas:

TAMIZ

mm 9,5

(3/8") 4,75

(Nº4) 2,36

(Nº8) 1,18

(Nº16) 0,6

(Nº30) 0,3

(Nº50) 0,15

(Nº100)

% PASA 100 95-100 80-100 50-85 25-60 10-30 2-10

El agregado fino que cumple con esta granulometría, deja un porcentaje de vacíos ideal para que ocupe la pasta, compatible con la resistencia del hormigón fraguado y con la

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