El hormigón es el material artificial más utilizado en la tierra. Es un material de construcción importante utilizado ampliamente en edificios, puentes, carreteras y presas. Sus usos van desde aplicaciones estructurales, hasta pavimentos, bordillos, tuberías y desagües.
El concreto es un material compuesto, que consiste principalmente de cemento Portland, agua y agregado (grava, arena o roca). Cuando estos materiales se mezclan, forman una pasta viable que luego se endurece gradualmente con el tiempo.
Historia del hormigón
Los egipcios desarrollaron por primera vez un material similar al concreto, que consistía en cal y yeso. Típicamente, las conchas de cal, tiza o ostras continuaron siendo utilizadas como agente de formación de cemento hasta principios del siglo XIX.
En 1824, cemento Portland, una mezcla de piedra caliza y arcilla fue quemada y molida, y desde entonces, este ha sido el agente cementante predominante utilizado en la producción de concreto.
Tipos de hormigón
Cuando el hormigón se emplea solo, es decir sin ningún refuerzo (acero) se le conoce como hormigón simple. Cuando se le adiciona cabezotes o rajones se denomina hormigón ciclópeo y cuando se le refuerza con acero, se le conoce por hormigón armado o reforzado.
Factores que intervienen en la calidad del hormigón
El hormigón es un material de muy buen comportamiento frente a diferentes agentes externos (agua, viento, fuego, etc.), pero su preparación (dosificación) y las técnicas empleadas para su uso, requieren un gran control y conocimiento de los materiales y factores que pueden afectar sus propiedades, para lograr resultados satisfactorios Entre los factores que intervienen en la calidad del hormigón podemos citar:
- Calidad de los elementos constituyentes
- Dosificación
- Método de mezcla
- Tiempo de la mezcla
- Transporte
- Colocación en obra
- Vibrado o acomodación
- Curado.
Calidad de los elementos constituyentes
- La arena debe estar libre de arcilla y materias pulverulentas, asá como de materias orgánicas. La piedra debe estar libre de impurezas tales como carbón, escorias, yesos, restos orgánicos, etc.
- El agua debe ser limpia.
- El cemento debe ser de calidad conveniente, de acuerdo con el tipo de obra.
Dosificación
Deben estar perfectamente controladas las proporciones de los distintos ingredientes, así como el tamaño de los agregados, para producir un hormigón resistente, compacto y laborable.
Método de mezcla
El hormigón puede prepararse a mano, en hormigoneras fijas y móviles, en camiones hormigonera y en grandes plantas. Cuando se emplean hormigoneras en obra se procede primero a echar en la hormigonera una parte del agua, luego simultáneamente el cemento y el árido fino, luego el árido grueso y final-mente el resto del agua. Cuando se hace a mano, en obra se procede a mezclar la arena y la piedra primero. después el cemento y finalmente el agua.
Transporte
Se debe tener cuidado al transportarle en obra ya que tiene tendencia a perder homogeneidad, descendiendo las piedras más gruesas al fondo mientras que el mortero sube a la superficie; por esto debe evitarse el transporte agitado, así como demasiada pen-diente en las canales, cuando se usen éstas como auxiliares en el vertido en obra.
Colocación en obra
El encofrado o molde debe ser lo más estanco posible para evitar que el agua pueda irse y arrastrar el cemento. Los encofrados también deben estar lo suficientemente húmedos para evitar que la madera absorba parte del agua del hormigón: El refuerzo debe tener un recubrimiento adecuado, para que el hormigón pueda recubrir totalmente el acero y protegerlo.
Vibrado o acomodación
Cuando el hormigón se vierte en los mol-des debe procederse a extenderlo lo mejor posible, empleándose vibradores en unos casos o en otros acomodándolo por medio de herramientas adecuadas, que generalmente son pedazos de cabinas llamadas en obra fijos. El vibrador le produce a la masa de hormigón un movimiento vibratorio que tiende a acomodarla, evitando que aparezca cualquier posible oquedad, posteriormente a su fraguado. Debe tenerse cuidado en la operación vibrado ya que si se realiza en exceso puede tender a disgregar los Materiales que forman el hormigón.
Curado
Después de colocado y para evitar grietas o rajaduras debidas a la retracción del cemento, debe procederse a mantener un ambiente húmedo durante varios días, lo que se logra humedeciéndolo constantemente, cubriéndolo con arena húmeda, sacos y lonas mojadas y otros procedimientos.
Ventajas y usos del hormigón
Se emplea el hormigón en casi todo tipo de obra de arquitectura y de ingeniería, ya que las ventajas que ofrece por su plasticidad, incombustibilidad y durabilidad, son muy grandes.
Corno hormigón simple se usa en:
Aceras, contenes, pisos, etc., y en cualquier otro elemento en que su uso sea posible sin necesidad de refuerzo. Como hormigón ciclópeo se usa en: Cimentaciones masivas, algunos tipos de muros de contención, algunos tipos de muros de carga., etc.
Como hormigón armado se usa en:
Todos los elementos o miembros de estructuras, tanto en obras de arquitectura como de ingeniería, las que pueden ser prefabrica das o construidas en el lugar.
La prefabricación ha aumentado la utilización del hormigón ya que este material por sus propiedades, nuevos métodos de dosificación, fundición, preesfuerzos Y curado en plantas y fábricas, así como el usar materiales áridos más ligeros y equipos industriales de elaboración y montaje, hacen que sea un material que se preste a la prefabricación por la rapidez de ejecución que cada día exige más ritmo de las construcciones revolucionarias.
También se fabrican industrialmente con hormigón distintos tipos de piezas, como son tuberías para drenajes y acueductos, postes para tendido eléctrico, etc.
Agentes destructores del hormigón
Él hormigón puede destruirse si el acero se oxida, dando lugar a que, por aumento de volumen producido por el óxido, haya desprendimientos produciendo la ruina final del elemento. Esto puede evitarse tratando de producirse un recubrimiento apropiado del acero, que el hormigón tenga suficiente riqueza de cemento y que sea lo más compacto posible.
También el hormigón puede ser dañado por productos químicos que ataquen al cemento, determinando finalmente su desintegración. El agua de mar y las aguas sulfatadas también atacan al hormigón, por lo que deben usarse cementos especiales cuando se realizan obras que están expuestas a la acción directa de estas aguas. También actúan como agentes destructores las materias orgánicas, sobre todo, en el período de su fraguado.
Beneficios del concreto
Existen numerosos aspectos positivos del concreto:
- Es un material relativamente barato y tiene una vida relativamente larga con pocos requisitos de mantenimiento.
- Es fuerte en compresión.
- Antes de que se endurezca, es una sustancia muy flexible que puede moldearse fácilmente.
- No es combustible.
- Limitaciones del hormigón.
- Las limitaciones del concreto incluyen:
- Resistencia a la tracción relativamente baja en comparación con otros materiales de construcción.
- Baja ductilidad.
- Baja relación resistencia / peso.
- Es susceptible a las grietas.
Características del hormigón.
Las características del concreto están determinadas por el agregado o cemento utilizado, o por el método que se utiliza para producirlo. La relación agua – cemento es el factor determinante en el concreto estructural ordinario con un contenido de agua más bajo que resulta en un concreto más fuerte.
Esto, sin embargo, reduce la trabajabilidad del concreto, que se puede medir usando la prueba de asentamiento. La clasificación, la forma, la textura y la proporción de agregado también pueden tener un efecto similar. Si una particularmente fuerte concreta se requiere, la cantidad de agregado puede ser reducido en relación con el cemento. Sin embargo, el cemento es un factor de costo significativo, y aumentar su proporción en la mezcla aumentará el precio general.
Resistencia del concreto
La resistencia del concreto se determina por la fuerza requerida para aplastarlo y se mide en libras por pulgada cuadrada o kilogramos por centímetro cuadrado. La fuerza puede verse afectada por muchas variables, como la humedad y la temperatura.
La resistencia a la tracción de hormigón puede mejorarse con la adición de metal de varillas, alambres, cables o malla. Donde se esperan tensiones de tensión muy altas (como en tramos anchos sin soporte en techos o puentes), el concreto puede incluir cables de acero pretensados. Esto crea fuerzas de compresión en el concreto que ayudan a compensar las fuerzas de tensión a las que está sujeta la estructura.
Las sondas de sacrificio pueden integrarse dentro del concreto para proporcionar determinación de resistencia y esto probablemente ayudará a mejorar las metodologías de construcción.
Encofrado
El encofrado es un molde temporal en el que se vierte y forma hormigón, A su ves el encofrado tradicional se fabrica con madera, pero también se puede construir con acero, plásticos reforzados con fibra de vidrio y otros materiales.
El encofrado puede ser; temporal, reutilizable o en el lugar. También hay una serie de sistemas patentados, como los utilizados para soportar el encofrado vertical mientras se cura el concreto, que consiste en una serie de tubos y amarres.
La eficiencia dentro de la construcción de concreto se está mejorando mediante la adopción de soluciones híbridas e innovaciones en encofrados tales como formas auto trepables.
Sostenibilidad
El hormigón tiene una energía incorporada relativamente alta, resultante de su extracción, fabricación y transporte. Residuos materiales se pueden incluir dentro del hormigón mezcla tales como agregados reciclados trituradora (RCA), Planta Granulado escoria de alto horno (GGBS) y combustible pulverizado Ash (PFA).
Además, se están haciendo movimientos para evaluar el potencial del uso de concreto reciclado, sin embargo, cuestiones como el contenido de humedad y la variabilidad del material pueden hacer que esto sea inviable.
Concreto es muy duradero y de bajo mantenimiento de material y puede proporcionar la masa térmica, lo que ayuda a reducir el consumo de energía de los edificios en funcionamiento.
