FORMAS DE COMPOSICION Y PROPORCION DE LOS HORMIGONES
I - INTRODUCCION
Hemos visto en los primeros ítems de otro artículo de esta Enciclopedia ("Hormigones, Dosificación") las diversas condiciones que se deben tener en cuenta, tanto en lo referido a las características finales de resistencia y durabilidad del hormigón endurecido -exigidas por el proyecto- y las características de colocabilidad en los encofrados -propios del hormigón en estado fresco-, como a las posibilidades que permiten los materiales componentes con que se cuenta u obtenibles en el lugar; todo lo cual debe ponderarse con anterioridad al inicio de la ejecución de la obra de modo tal que, una vez construida ésta, los ensayos de resistencia arrojen los resultados esperados, acordes con los valores de resistencia unitaria (f'ck) utilizados para efectuar el cálculo de la estructura.
Para lograr esto, se deberá tener previsto con anterioridad cuáles son los tipos y calidades de materiales que se utilizarán y las proporciones en que se mezclarán (dosificación), y la suficiente seguridad de que las dosificaciones propuestas correspondan a las resistencias pretendidas, antes de iniciarse los trabajos; dado que una vez comenzada la ejecución de los mismos, la verificación de la resistencia por medio del ensayo de probetas sólo se conocerá cuando ellas lleguen a la edad del ensayo (28 días para cemento común), simultáneamente con el endurecimiento del hormigón de la estructura ejecutada.
El descuido en la realización de estudios previos confiables puede traer como consecuencia que el hormigón de la estructura que se ejecute no arroje, finalmente -de acuerdo a los ensayos de probetas que se moldeen durante la obra-, los resultados de resistencias unitarias esperados; cuando ya la obra está terminada y no hay mas posibilidades de rectificación.
En estos casos, los Reglamentos prevén una serie de mecanismos de verificación -medidas correctivas, revisión del proyecto, y/o en última instancia, la demolición de la parte de estructura no aceptada-.
Como se desprende de lo anterior, hay entonces dos "momentos" que apuntan a la calidad del hormigón y la seguridad de las estructuras:
a) uno anterior: que consiste en diseñar una dosificación teórica, con sus sucesivos ajustes y ensayos, que permita establecer la proporción óptima y practicable que satisfaga las exigencias del proyecto; controlable por medio de una serie de parámetros y verificaciones que conforman las "condiciones de aceptación".
b) uno posterior: que confirma, con los ensayos de probetas moldeadas durante la ejecución de la obra, la bondad del hormigón que se vertió; el que también se controla cumpliendo una serie de normas y verificaciones que conforman las "condiciones de recepción".
Queda en la profesionalidad de la Dirección de Obra lograr, por medio de diversos ensayos de calidad del hormigón fresco, que las características del hormigón vertido coincidan exactamente con la dosificación propuesta, con lo cual los resultados finales posteriores coincidirán con los previstos en el cálculo estructural.
II - DISEÑO DE LA MEZCLA APROPIADA
El primer paso es obtener una mezcla que satisfaga los requerimientos de la obra, tanto en lo que hace a la resistencia establecida en el proyecto, a las propiedades especiales por circunstancias exigidas para el uso (ataques de ácido, por ejemplo), granulometrías de los agregados, etc.; como a los requerimientos del hormigón fresco que lo hagan apto para su vertido, por ejemplo el asentamiento (consistencia).
Existen 3 modos de establecer la composición y proporciones de los materiales del hormigón:
III - MODOS DE ESTABLECER LA COMPOSICION
Las características principales de cada una de los 3 modos se detallan en el siguiente cuadro:
| - - | Determinación de la composición y proporciones de los materiales del hormigón | ||
| Modo 1 | Modo 2 | Modo 3 | |
| Fórmula de dosificación: | se calcula teóricamente una nueva | son válidas las calculadas y experimentadas en los últimos 12 meses | es empírica |
| Ensayos en laboratorio: | se realizan para ajustar la dosificación teórica | no se realizan | |
| Ensayos a escala de obra: | se realizan para ajustar y verificar la dosificación | queda a criterio del Director de Obra | |
| Condiciones de aceptación: | según Reglamentos | ||
| Aplicación: | todas las clases de hormigón | clase H-13 y menores | |
| Equipos de elaboración: | disponibles en obra | plantas fijas a escala industrial | disponibles en obra |
Este es el modo correcto de establecer la composición y proporción del hormigón normal para todas sus Clases (todas las resistencias), cuando no se cuenta con ninguna experiencia de dosificación anterior.
Se conocen los materiales que se van a utilizar, la resistencia media (f'cm) que deben alcanzar los ensayos para satisfacer la resistencia característica (f'ck) prevista en los cálculos estructurales y/u otras propiedades especiales, y la consistencia adecuada al tipo de estructura a hormigonar.
Los agregados deben cumplir con las granulometrías reglamentarias, y los cementos serán de tipo C-30 para hormigones menores a H-21 y de tipo C-40 para Clases de hormigón igual a H-21 y mayores (para clasificación de hormigones por Clases ver HORMIGON, TECNOLOGIA I).
Se calcula una dosificación teórica según algún procedimiento apropiado (ver HORMIGONES, DOSIFICACION), más dos variantes de la misma con distintas relaciones agua/cemento.
Se moldean y ensayan a la compresión 3 probetas por fórmula (el promedio de 3 probetas se considera 1 ensayo), y con los 3 resultados disponibles se dibuja una curva que relacione las razones agua/cemento con las respectivas resistencias medias de rotura a la compresión.
Por medio de dicha curva se determina con mayor precisión la relación agua/cemento correspondiente a la resistencia media buscada, si es el caso de que la relación a/c que dio la fórmula no es la exacta.
La dosificación de la mezcla resultante se ajusta posteriormente con los materiales y equipos disponibles en obra en las mismas condiciones con que posteriormente se realizará la obra. Pueden elaborarse todas las Clases de hormigón.
Esta forma es de aplicación en plantas fijas que ya han estado elaborando hormigón anteriormente en el lugar y tienen sus experiencias registradas; sin perjuicio de la adhesión a este modo por parte de constructoras con gran producción que puedan esgrimir registros de experiencias anteriores cercanas.
La información sobre la fórmula de dosificación utilizada y su correspondiente verificación y ajuste en laboratorio, se puede demostrar con experiencias anteriores de mezclas realizadas durante los 12 últimos meses.
No obstante lo anterior, la dosificación y proporcionado se deben controlar, y procediéndose al ajuste final con los equipos en uso.
Este modo es apto para todas las clases de resistencia.
En los casos de elaboración menos rigurosa y menores exigencias de calidad en los resultados, se admite este modo de establecer las mezclas. Parte del proporcionado de materiales experimentado en la práctica (experiencia empírica) no fundamentado en cálculos teóricos.
El juzgamiento de su aplicación recae en la responsabilidad del Director de Obra.
Las condiciones de exposición (condiciones de uso) admitidas como posibles se reducen a ambientes secos o húmedos sin congelación (relación a/c máxima: 0,60 y 0,50 respectivamente); y la resistencia máxima admitida es la correspondiente a la clase H-13.
Sólo se utiliza cemento portland normal, no se utilizarán aditivos ni adiciones, el asentamiento deberá ser menor de 15 cm, y los contenidos de cemento serán los mínimos indicados en la siguiente tabla, en relación con los asentamientos:
| Clase de hormigón | Contenido mínimo de cemento portland por metro cúbico de hormigón (Kg) | |
| Asentamiento menor de 10 cm | Asentamiento de 10 cm a 15 cm | |
| H-8 H-13 |
280 300 |
300 350 |
Las granulometrías de los agregados deben responder a las proporciones que se establecen en los Reglamentos.