Características y comportamiento del hormigon

Nociones generales

El hormigon es el material resultante de unir áridos con la pasta que se obtiene al añadir agua a un conglomerante. El conglomerante puede ser cualquiera, pero cuando nos referimos a hormigon, generalmente es un cemento artificial, y entre estos últimos, el más importante y habitual es el cemento portland.
La función de la Planta de hormigon es aportar el cemento, el agua y los varios tamaños de áridos en las proporciones adecuadas. El camión hormigonera transporta el hormigon fresco en su cuba rotativa donde mediante un amasado continuo se mezclan íntimamente todos los componentes.

Armadura de acero para una pila inclinada y su cimiento. Los puntales provisionales de madera mantienen la armadura en su posición.
Hormigon postesado: cuatro cordones, formados cada uno por veinte alambres de acero de alta resistencia, preparados en el tablero de un puente para tensar. Se ponen en tensión mediante gatos hidráulicos.

Los áridos proceden de la desintegración o trituración, natural o artificial de rocas y, según la naturaleza de las mismas, reciben el nombre de áridos silíceos, calizos, graníticos, etc. El árido cuyo tamaño es superior a 5 mm se llama árido grueso o grava, mientras que el inferior a 5 mm se llama árido fino o arena.

La pasta formada por cemento y agua es la que confiere al hormigon su fraguado y endurecimiento, mientras que el árido es un material inerte sin participación en el fraguado y endurecimiento.

El cemento se hidrata en contacto con el agua, iniciándose complejas reacciones químicas que lo convierten en un producto maleable con buenas propiedades adherentes, que en el transcurso de unas horas, derivan en el fraguado y endurecimiento progresivo de la mezcla, obteniéndose un material de consistencia pétrea.

Una característica importante del hormigon es poder adoptar formas distintas, a voluntad del proyectista. Al colocarse en obra es una masa plástica que permite rellenar un molde, previamente construido con una forma establecida, que recibe el nombre de encofrado.

Armadura hormigon armado

Características estructurales del hormigon

La principal característica estructural del hormigon es resistir muy bien los esfuerzos de compresión. Sin embargo, tanto su resistencia a tracción como al esfuerzo cortante son relativamente bajas, por lo cual se debe utilizar en situaciones donde las solicitaciones por tracción o cortante sean muy bajas.

Para superar este inconveniente, se “arma” el hormigon introduciendo barras de acero, conocido como hormigon armado, o concreto reforzado, permitiendo soportar los esfuerzos cortantes y de tracción con las barras de acero. Es usual, además, disponer barras de acero reforzando zonas o elementos fundamentalmente comprimidos, como es el caso de los pilares. Los intentos de compensar las deficiencias del hormigon a tracción y cortante originaron el desarrollo de una nueva técnica constructiva a principios del siglo XX, la del hormigon armado.

Posteriormente se investigó la conveniencia de introducir tensiones en el acero de manera deliberada y previa al fraguado del hormigon de la pieza estructural, desarrollándose las técnicas del hormigon pretensado y el hormigon postensado.

Así, introduciendo antes del fraguado alambres de alta resistencia tensados en el hormigon, este queda comprimido al fraguar, con lo cual las tracciones que surgirían para resistir las acciones externas, se convierten en descompresiones de las partes previamente comprimidas, resultando muy ventajoso en muchos casos. Para el pretensado se utilizan aceros de muy alto límite elástico, dado que el fenómeno denominado fluencia lenta anularía las ventajas del pretensado.

Los aditivos permiten obtener hormigones de alta resistencia; la inclusión de monómeros y adiciones para hormigon aportan múltiples mejoras en las propiedades del hormigon.

Cuando se proyecta un elemento de hormigon armado se establecen las dimensiones, el tipo de hormigon, la cantidad, calidad, aditivos, adiciones y disposición del acero que hay que aportar en función los esfuerzos que deberá resistir cada elemento.

Un diseño racional, la adecuada dosificación, mezcla, colocación, consolidación, acabado y curado, hacen del hormigon un material idóneo para ser utilizado en construcción, por ser resistente, durable, incombustible, casi impermeable, y requerir escaso mantenimiento. Como puede ser moldeado fácilmente en amplia variedad de formas y adquirir variadas texturas y colores, se utiliza en multitud de aplicaciones.
Características físicas del hormigon

Las principales características físicas del hormigon, en valores aproximados, son:

Densidad: en torno a 2.350 kg/m3
Resistencia a compresión: de 150 a 500 kg/cm2 (15 a 50 MPa) para el hormigon ordinario. Existen hormigones especiales de alta resistencia que alcanzan hasta 2.000 kg/cm2 (200 MPa).
Resistencia a tracción: proporcionalmente baja, es del orden de un décimo de la resistencia a compresión y, generalmente, poco significativa en el cálculo global.
Tiempo de fraguado: dos horas, aproximadamente, variando en función de la temperatura y la humedad del ambiente exterior.
Tiempo de endurecimiento: progresivo, dependiendo de la temperatura, humedad y otros parámetros.
De 24 a 48 horas, adquiere la mitad de la resistencia máxima; en una semana 3/4 partes, y en 4 semanas prácticamente la resistencia total de cálculo.
Dado que el hormigon se dilata y contrae en magnitudes semejantes al acero, pues tienen parecido coeficiente de dilatación térmico, resulta muy útil su uso simultáneo en obras de construcción; además, el hormigon protege al acero de la oxidación al recubrirlo.

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