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Maestro Mayor de Obras.
* Docente de la Cátedra de Post-Grado de Tecnología y Práctica
de Obras de Hormigón Armado en la Escuela Otto Krause.
* Autor de temas de su especialidad.
* Consultor
Por
el mismo autor:
Aislaciones Hidrófugas | Construcciones
en seco | Equivalencias
de Medidas
| Hormigón armado | Mediciones de Madera | Mezclas
a utilizar en albañilería | Policarbonato Compacto | Reglas del Arte | Sistema de
Medidas | Vibradores de Hormigón
HORMIGON
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I - INTRODUCCION
El valor de densidad promedio habitualmente adoptado para el hormigón armado normal a los efectos de la consideración del plexo propio en los cálculos estáticos es de 2400 kg/m3.
Esto representa para el hormigón normal sin incluir la armadura, una densidad del orden de:
| diámetro máximo del agregado grueso | 20 | 25 mm |
| con aire normalmente incorporado durante el batido | 2350 | 2380 Kg/m3 |
| con aire incorporado por medio de aditivos | 2280 | 2295 Kg/m3 |
Los hormigones normales han sido descriptos en TECNOLOGIA DEL HORMIGON I de esta ENCICLOPEDIA, y comprenden a aquellos de dosificación y uso corriente, con agregados cuarcíticos y graníticos.
Para obtener hormigones estructurales con densidades menores (peso propio menor) que las de los hormigones normales se utilizan agregados livianos, con lo cual se obtienen densidades de por ejemplo 1400 Kg/m3, sensiblemente menor que los 2350 kg/m3 correspondientes a un hormigón normal de aproximadamente la misma resistencia (H-21).
El rango posible de obtener con hormigones livianos, se extiende de 800 a 2000 kg/m3, variando sus resistencias aproximadamente en proporción a sus densidades. Los de valores inferiores a 1200 kg/m3 sólo son admitidos para su utilización como hormigones simples (sin armar).
El agregado liviano de uso más frecuente en nuestro medio es la arcilla expandida. Se puede utilizar agregado fino y agregado grueso livianos o sólo agregado grueso liviano con agregado fino cuarcítico o granítico (arenas corrientes).
Además del menor peso, los hormigones livianos tienen menor conductividad térmica (son más aislantes del calor), como se observa en el siguiente cuadro (ver norma IRAM 11601), para hormigones de aproximadamente la misma resistencia.
Hormigón normal:
1,40 W/m K (densidad 2200 Kg/m3)
Hormigón liviano:
0,57 W/m K (densidad 1400 Kg/m3)
A los efectos del cálculo estructural debe verificarse la flecha, que toma especial importancia pues su módulo de elasticidad es menor que el del hormigón normal.
Los métodos de cálculo de dosificación no son similares a los del hormigón normal (no es posible utilizar el método descripto en DOSIFICACION DE HORMIGONES de esta ENCICLOPEDIA) debido a que siendo los agregados muy absorbentes de agua, no es posible controlar con exactitud la cantidad de agua necesaria para la mezcla. El modo de calcular la dosificación de hormigones livianos se detallará en un próximo artículo de esta ENCICLOPEDIA.
II - NORMAS RELACIONADAS
Argentina:
CIRSOC 202 (hormigones livianos)
IRAM 1567 (agregados finos y gruesos)
de EEUU:
ACI 211.2 - 91
III - ESPECIFICACIONES TECNICAS - AGREGADOS
La norma CIRSOC 202, "hormigones livianos de contextura cerrada", se refiere al hormigón que contiene agregados livianos y mantiene su contextura compacta.
El agregado fino podrá reemplazarse en todo o en parte por un agregado fino natural de densidad normal que cumpla con los artículos 6.3.1.1. y 6.3.2.1.1. de la norma CIRSOC 201 (calidad y granulometría del agregado).
Por el tamiz IRAM 300 deberá pasar más de un 20% del material; eventualmente se incorporará adición de mineral pulvurulento (6.4.2 del CIRSOC 201) para cumplir esta condición.
Las partículas salen del horno con sus superficies externas selladas y de poros cerrados. El porcentaje de partículas que puedan resultar posteriormente fracturadas no superará el 5%.
Para estructuras expuestas a medios agresivos deberá verificarse lo exigido en los artículos 6.3.1.1.2.C y 6.3.1.2.2.C del CIRSOC 201 (hormigones en contacto con medios húmedos el agregado no debe reaccionar con los álcalis del cemento).
El tamaño máximo del agregado grueso no excederá de 25 mm. Para hormigones de clases superiores a HL-21 los tamaños de los agregados gruesos estarán dentro de rangos menores: 12,5 a 4,75 mm y 9,5 a 2,0 mm.
IV - CLASIFICACION DE LAS RESISTENCIAS Y DENSIDADES
Las tablas siguientes corresponden con las del mismo número de la norma CIRSOC 202.
Tabla 1. Clases de resistencia del hormigón liviano y aplicaciones
| Hormigón Grupo | Hormigón de Clase de resistencia | Resistencia característica (o' bk) a la edad de 28 días, según lo establecido en el artículo 6.6.2.1. del CIRSOC 201 | Resistencia media mínima de cada serie de 3 ensayos consecutivos, según lo establecido en el artículo 6.6.3.11.2 a) del CIRSOC 201 | Cumple las condiciones establecidas en los artículos del CIRSOC 201 | Aplicaciones | ||
| MN/m2 | (kgf/cm2) | MN/m2 | (kgf/cm2 ) | ||||
| HL-I | HL - 4 HL - 8 |
4 8 |
(40) (80) |
7,0 12,0 |
(70) (120) |
6.6.3. | Hormigón simple únicamente |
| HL - 13 HL - 17 |
13 17 |
(130) (170) |
17,5 21,5 |
(175) (215) |
Hormigón simple y Hormigón armado | ||
| HL - II | HL - 21 HL-30 |
21 30 |
(210) (300) |
26,0 35,0 |
(260) (350) |
6.6.4. | |
Tabla 2. Clases de densidad del hormigón endurecido secado al aire (IRAM 1567, artículo 6.2.2.)
| Clases de densidad | Ambito que abarca la clase de densidad (valores medios) Kg/dm3 |
| 1,0 1,2 1,4 |
0,80 a 1,00 1,01 a 1,20 1,21 a 1,40 |
| 1,6 1,8 2,0 |
1,41 a 1,60 1,61 a 1,80 1,81 a 2,00 |
Tabla 3. Valores medios estimativos de orientación que correlacionan las clases de resistencia con las densidades del hormigón secado al aire
| Clase de resistencia | Clase de densidad | |
| Hormigón elaborado con agregado fino natural de densidad normal (kg/dm3) | Hormigón elaborado con agregado fino liviano (kg/dm3) | |
| HL - 4 | ---- | desde 1,0 |
| HL - 8 | desde 1,4 | desde 1,2 |
| HL - 13 | desde 1,4 ó desde 1,6 | desde 1,2 ó desde 1,4 |
| HL - 21 | desde 1,6 | desde 1,4 |
| HL - 30 | desde 1,6 ó desde 1,8 | desde 1,4 ó desde 1,6 |
V - CANTIDAD DE CEMENTO
El contenido unitario de cemento no será menor de 300 Kg/m3 ni excederá de 500 Kg/m3, con algunas excepciones.
Para altas resistencias, durabilidad, impermeabilidad o condiciones de exposición severas, el contenido de cemento no será menor de 400 kg/m3 y se llevará a 450 kg/m3 en condiciones severas de abrasión superficial.
Para bombeo la cantidad de cemento no será menor de 330 Kg/m3. En caso de emplearse cementos de alta resistencia inicial, su reducción no alcanzará a menos de 300 kg/m3.
Todo hormigón liviano contendrá un porcentaje de aire, natural o intencionalmente incorporado, dentro de los límites de Tabla 4.
VI - CONTENIDOS DE AIRE
Tabla 4. Porcentaje total de aire incorporado, en función del tamaño máximo del agregado grueso. (s/CIRSOC 202)
| Tamaño máximo del agregado grueso (mm) | Exposición severa (*) | Exposición benigna o moderada (**) |
| 9,5 12,5 19,0 25,0 |
7,0 ± 1,5 7,0 ± 1,5 6,0 ± 1,5 6,0 ± 1,5 |
6,0 ± 1,5 6,0 ± 1,5 5,0 ± 1,5 5,0 ± 1,5 |
(*) Exposición severa: exposición a la intemperie en clima frío, donde el hormigón pueda estar en contacto prácticamente permanente con humedad antes de que se produzca la temperatura de congelación o se emplean sales para eliminar el hielo. Por ejemplo: pavimentos, tableros de puentes, depósitos para agua, etc.
(**) Exposición benigna o moderada: exposición a la intemperie en clima donde no se producen temperaturas de congelación, o climas en los que el hormigón sólo ocasionalmente se pondrá en contacto con humedad antes de que se produzcan las temperaturas de congelación, y donde no se emplean sales para eliminar el hielo. Por ejemplo: paredes exteriores, vigas principales o no y losas, fuera de contacto directo con el suelo.
VII - LIMITACIONES SEGUN CLASES DE HORMIGON
El hormigón liviano expuesto a la intemperie, con atmósfera no agresiva, será de clase HL-17 o mayor.
El hormigón liviano frecuentemente humedecido y expuesto a temperaturas menores de 0°C a ciclos de congelación y deshielo, será de clase HL-21 o mayor.
El que deba resultar impermeable, que deba estar en contacto con agua, suelos húmedos o soluciones que puedan favorecer la corrosión de armaduras, tendrá resistencia característica mayor de 25 MN/m3. Si el contacto es con agua de mar, la resistencia característica será mayor de 27 MN/m2.
Con respecto al contacto con sulfatos solubles, además de cementos resistentes a los sulfatos, los hormigones livianos tendrán las siguientes resistencias características:
ataque moderado: 27 MN/m2 ó mayor.
ataque fuerte: 29 MN/m2 ó mayor.
(ver llamadas al pie Tabla 7 y art. 6.6.5.4. del CIRSOC 201).
VIII - ASENTAMIENTOS
El asentamiento máximo admitido será de 10 cm. En casos excepcionales se admitirá 15 cm, en cuyo caso se suspenderá su dosificación si se observa que el agregado grueso flota hacia la superficie.
En el hormigón liviano la segregación sucede por flotación de las partículas gruesas, al contrario que en el hormigón normal en que las partículas gruesas precipitan al comenzar la segregación.
IX - RELACION AGUA CEMENTO
Dado la indeterminación de la absorción de los agregados livianos, la utilización de la relación agua/cemento para cálculos precisos de dosificación resulta imposible. Por tal razón para satisfacer exigencias especiales de uso se establecen resistencias mínimas características, al contrario que con el hormigón normal que se establecían relaciones agua/cemento. Las resistencias mecánicas se relacionarán entonces con el contenido unitario de cemento para el asentamiento especificado.
X - PRODUCCION Y TRANSPORTE
La diferencia respecto del hormigón normal en este proceso se refiere al cuidado de la humedad del agregado, a la secuencia del ingreso de cada material a la hormigonera y al tiempo de mezclado.
Si los agregados absorben menos del 2% de agua en peso, todas las secuencias se realizarán de acuerdo a un hormigón normal.
Si no se trata del caso anterior, se procederá a la prehumectación de los agregados, sin exceso de humedad superficial; a la hormigonera se ingresará el 80% del agua de mezclado y a continuación el total de los agregados y se mezclará más de 90 segundos. Después se ingresará el resto del agua de mezclado conteniendo eventualmente los aditivos, y finalmente el total del cemento. El mezclado se completará con 60 segundos adicionales de mezclado. Se incrementarán los tiempos de mezclado hasta obtener el grado de uniformidad deseado. En general, los tiempos de mezclado son mayores que los del hormigón normal.
En el caso que el agregado fino sea arena natural de partículas redondeadas, su módulo de finura estará preferentemente comprendido entre 2,20 y 2,70.
La precaución más importante durante el manipuleo y colocación es que debido a la diferencia de densidades debe cuidarse que el agregado grueso no se separe del mortero por su tendencia a flotar hacia la superficie.
XI - COMPACTACION
Son de aplicación las normas contenidas en el artículo 10.2.4 del CIRSOC 201. Preferentemente se utilizará vibración en todos los casos. El asentamiento estará entre 7 y 10 cm. Se tendrá en cuenta que el radio de influencia del vibrador es menor que en el hormigón normal, por lo tanto deberá insertarse el vibrador con menores distancias entre puntos de inserción que en el hormigón normal (ver: VIBRADORES DE HORMIGON en esta ENCICLOPEDIA).
XII - ARMADURAS
Sólo se utilizarán aceros tipo III y mallas tipo IV-C (ver Tabla 10 del CIRSOC 201).
Los recubrimientos mínimos de armaduras se relacionan con los diámetros de las barras, el tamaño máximo del agregado liviano, el uso de la estructura y las condiciones ambientales, de acuerdo a lo indicado en Tabla 5 del CIRSOC 202.
Elementos de hormigón liviano clase HL-8: El capítulo 14 del CIRSOC 202 establece las condiciones que deben cumplir las construcciones ejecutadas con hormigón HL-8, utilizado generalmente en elementos de fachada, tabiques livianos y losas premoldeadas.
