Cómo lograr un buen uso de los Hormigones Especiales
David Revuelta Crespo, Doctor en Ingeniería Industrial y Jefe del Dpto. de Construcción Instituto Torroja – IETCC.
El actual Código Estructural establece una serie de requisitos a las propiedades tecnológicas de los materiales encaminados a asegurar el correcto desempeño estructural, así como su seguridad en caso de incendio, de las estructuras durante la vida útil prevista, además de la protección del medio ambiente y la utilización eficiente de recursos naturales, proporcionando procedimientos que permiten demostrar su cumplimiento con suficientes garantías técnicas.
La conformidad de la estructura requiere la realización de los correspondientes controles tanto en la fase de proyecto, como durante la ejecución de la estructura y cuando esta está terminada, así como el control de la conformidad de los productos incorporados a la misma.
Requisitos de composición de los hormigones
En lo que se refiere a los hormigones, el Código establece una serie de requisitos a su composición con el fin de asegurarse de que las características del material en el estado fresco, una vez endurecido y su durabilidad satisfagan las exigencias del proyecto.
La principal característica mecánica exigida es la resistencia a la compresión, puesto que la propiedad más destacada del hormigón es su notable capacidad de resistir esfuerzos de compresión, si bien su comportamiento frente a otro tipo de solicitaciones como la tracción, la flexión o el cortante es inferior, de ahí la necesidad de reforzarlo mediante barras de acero.
También se le exige que, en su estado fresco, posea una trabajabilidad adecuada para que, con los métodos previstos de puesta en obra y compactación, el hormigón rodee las armaduras sin solución de continuidad con los recubrimientos exigibles y rellene completamente los encofrados sin que se produzcan coqueras o los moldes en el caso de los elementos prefabricados.
Características de los hormigones convencionales
Las características más comunes en los hormigones de uso más habitual, y que por tanto definen lo que podemos considerar como hormigones convencionales, son resistencias características a la compresión entre los 25 y los 50 N/mm2, así como trabajabilidades determinadas según su consistencia en función del asentamiento en el estado fresco, que van de seca a líquida, pasando por plástica, blanda o fluida, siendo la consistencia blanda la más habitual en los hormigones suministrados a obra fabricados en central , o la fluida en el caso de los elementos prefabricados ya que el empleo de hormigones autocompactantes es el más habitual en fábrica.
Las composiciones más extendidas son mezclas de cementos tipo portland (con o sin adiciones incorporadas al cemento, como cenizas volantes, filler calizo o escorias granuladas de horno alto), agua, áridos de origen natural (rocas calizas, silíceas, graníticas…), así como aditivos químicos (reductores de agua/plastificantes y superplastificantes, principalmente), que resultan en hormigones con densidades entre los 2200 y los 2400 kg/m3.
Buen uso de hormigones especiales
Sin embargo, hay situaciones planteadas por las características particulares de la estructura o elemento a construir para las que los hormigones convencionales no proporcionan una respuesta satisfactoria a los problemas que supone dicha construcción.
Es entonces cuando puede requerirse el empleo de un hormigón que, mediante el empleo de componentes no habituales, posea una o varias de las propiedades mencionadas con características que se alejan de los valores comunes. Es entonces cuando suele recurrirse al uso del término “especial” para designar a este tipo de hormigones.
De este modo, pueden surgir situaciones en las que se requieran propiedades especiales en el estado fresco, ya sea por condiciones particulares de transporte o colocación, por la imposibilidad de proporcionar una compactación adecuada, la dificultad de acceso a determinadas zonas en elementos fuertemente armados, o por la búsqueda de una mejora en el rendimiento del proceso de fabricación.
En este caso puede ser necesario recurrir a hormigones con unas propiedades reológicas radicalmente diferente a las de los hormigones convencionales, diferenciándose de éstos por poseer una fluidez mucho mayor, pero manteniendo a la vez una cohesión muy elevada que evite la segregación de las partículas, y permita colocar el hormigón sin necesidad de recurrir a ningún medio externo de compactación (hormigón autocompactante).
Aunque la principal característica mecánica exigida al hormigón es la resistencia a la compresión, el refuerzo del hormigón mediante fibras puede aportarle cierta capacidad de resistencia residual tras la aparición de la primera fisura causada por esfuerzos de tracción, flexión o cortante.
En determinadas aplicaciones, como losas y pavimentos, el dotar al hormigón de esta capacidad adicional puede contribuir a reducir o eliminar completamente la armadura necesaria para evitar la fisuración del hormigón, resultando un diseño mucho más eficiente tanto desde el punto de vista de cuantías de materiales como desde el punto de vista constructivo.
“Aunque muchas de estas particularidades ya han sido recogidas en el recientemente publicado Código Estructural, precisamente por constituir aspectos no habituales de la tecnología del hormigón es importante ampliar los conocimientos técnicos que sustentan el empleo de dichos hormigones.”
En este mismo tipo de aplicaciones, losas o pavimentos de gran superficie, cada vez más habituales por el auge que ha experimentado la logística en el comienzo del siglo XXI, una solución muy eficaz que contribuye a la mitigación de la aparición de fisuras posteriores por la retracción causada por el secado del hormigón consiste en dotar hormigón durante sus primeros días de cierta expansión controlada, que compense la posterior retracción y proporcione un estado tensional neutro, evitando la fisuración.
Esta práctica requiere el uso de cementos o agentes expansivos no habituales. Su empleo también puede ayudar a mejorar la estanqueidad en elementos retenedores de agua, como balsas o tuberías.
Otra propiedad que puede cobrar relevancia es la densidad, tanto para reducir el peso de las estructuras y por tanto la necesidad de consumo de material, como para la mejora de las propiedades térmicas o de aislamiento de las envolventes de los edificios, contribuyendo de ese modo a la eficiencia energética de la construcción.
También puede ser necesario el recurrir a hormigones especiales de muy alta densidad, con objeto de apantallar salas de instalaciones frente a emisiones de alta energía.
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“Los elementos prefabricados de hormigón en el Nuevo Código Estructural“
La necesidad de mejora de la sostenibilidad en la construcción empuja a la búsqueda de fuentes alternativas para los materiales componentes de origen natural.
En este sentido, el recurrir al uso de áridos reciclados provenientes de obras de construcción y demolición, o incluso de restos producidos en la fabricación de los propios elementos prefabricados es una alternativa que se ha demostrado viable para la sustitución de parte de los áridos convencionales, contribuyendo de ese modo tanto a la valorización de los residuos generados como a un uso más eficiente de los recursos naturales.
Por último, ciertas propiedades del hormigón, como su porosidad o la inclusión intencionada de aire, tienen una gran influencia en la respuesta del hormigón frente a determinados tipos de ataques, por lo que su diseño y control cobran especial relevancia desde el punto de vista de la durabilidad.
Aunque muchas de estas particularidades ya han sido recogidas en el recientemente publicado Código Estructural, precisamente por constituir aspectos no habituales de la tecnología del hormigón es importante ampliar los conocimientos técnicos que sustentan el empleo de dichos hormigones.
Aspectos esenciales para lograr un buen uso de los denominados hormigones especiales
El Código se limita a designar una serie de requerimientos, pero la identificación de situaciones para las que los hormigones convencionales no pueden dar una prestación satisfactoria, el conocer la clasificación de las propiedades especiales según el tipo de requerimiento exigido, el diseño de las propiedades del material ideal que satisfaría los requisitos específicos, la identificación de las condiciones particulares de diseño, selección de materiales componentes, elaboración, transporte, colocación, compactación, terminación y curado, así como el conocimiento de los métodos específicos de ensayo y control, constituyen aspectos esenciales para lograr un buen uso de los denominados hormigones especiales.
En este sentido, los cursos desarrollados en colaboración por ANEFHOP, ANDECE, el Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja del CSIC e INDESPRE, ofrecen la posibilidad de conocer dichos aspectos clave, desde un punto de vista eminentemente práctico, pero a la vez orientado a conocer los fundamentos y la importancia de aquellos aspectos que regulan la respuesta del material.
Asimismo, el aprovechamiento de las nuevas tecnologías para la impartición on-line de dichos cursos permite, sin pérdida de contenido, facilitar a los alumnos su realización de forma cómoda y evitando desplazamientos, adquiriendo los conocimientos necesarios de forma sencilla y didáctica.
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Etiqueta:Hormigones, Hormigones especiales
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