Transporte y vertido de hormigones. EOCH0108

Por Juan José Trujillo Cebrián

Libro especializado que se ajusta al desarrollo de la cualificación profesional y adquisición de certificados de profesionalidad. Manual imprescindible para la formación y la capacitación, que se basa en los principios de la cualificación y dinamización del conocimiento, como premisas para la mejora de la empleabilidad y eficacia para el desempeño del trabajo.

• Idioma: Español
• Editorial: IC Editorial
• Fecha de lanzamiento: 16 dic 2013
• ISBN: 9788416067558

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Bibliografía

Capítulo 1

Hormigones

1. Introducción

Las construcciones, bien sean de edificación o de obra civil, se diseñan para cumplir, fundamentalmente, con las condiciones necesarias que garanticen su seguridad y estabilidad, y por tanto la de las personas que las utilizan. La estructura constituye la parte principal de la construcción que le aporta la solidez y durabilidad necesarias para cumplir de forma segura con los requisitos del uso a que se destina.

El hormigón se erige como uno de los materiales de uso más común en la gran mayoría de estructuras, y por tanto uno de los componentes de la misma que de forma destacada influye en la seguridad de la propia estructura y de la construcción a la que sustenta.

La gran trascendencia que implica el uso correcto de hormigón estructural en cualquier construcción hace que sea de vital importancia conocer perfectamente sus características, elaboración, transporte y puesta en obra del mismo.

Al ser un componente de carácter tan fundamental en el resultado final de la construcción, así como en su seguridad durante la vida útil de la misma, se trata de un material afectado por una extensa y minuciosa regulación normativa que reglamenta, entre otros factores, los requisitos para el cálculo, diseño y dimensionado de los elementos estructurales de los que forma parte, su elaboración, transporte, vertido y conservación.

En el presente manual se desarrollan las condiciones fundamentales exigibles a los hormigones según el uso proyectado, así como las operaciones fundamentales de transporte y puesta en obra del mismo, su correcta ejecución y los equipos y medios de uso habitual para realizarlo.

Este primer capítulo se centra principalmente en el conocimiento básico del hormigón como material fundamental de una gran parte de las estructuras que se construyen, de sus componentes, tipificación, y de la normativa principal que lo regula.

2. Hormigones en masa, armados, pretensados y reforzados

Se conoce como hormigón al material que se obtiene por la mezcla de cemento, árido, agua y ciertos aditivos en determinada proporción.

Los componentes básicos que forman parte de cualquier hormigón son el cemento como elemento aglomerante, los áridos y el agua. Los aditivos se pueden considerar como un componente opcional, cuya función es la de modificar a voluntad determinadas características o propiedades del hormigón.

De la correcta elección de las cantidades relativas de cada uno de los materiales que integran la masa inicial, dependerán la calidad y características finales del hormigón elaborado.

En el hormigón se distinguen dos estados diferenciados:

Hormigón fresco.

Hormigón endurecido.

El hormigón se fabrica inicialmente mediante un proceso de amasado de todos los componentes que intervienen en su formación, creando una masa homogénea, más o menos plástica, sin consistencia propia, con la capacidad de adaptación a la forma del recipiente que la encierra.

El hormigón, durante su estado fresco permite su manipulación, transporte y vertido en los encofrados o moldes que dan forma al elemento estructural que se ejecuta.

Su carácter plástico y moldeable durante el estado fresco del hormigón, le otorga la capacidad de construir elementos estructurales prácticamente con cualquier forma.

Por tanto, es fundamental preparar, previamente a la puesta en obra del hormigón, el espacio donde será vertido, creando un molde o encofrado con la forma exacta del elemento estructural que se pretende ejecutar. El encofrado sustenta y da forma al hormigón hasta que este fragua y endurece, adquiriendo la capacidad suficiente para sostenerse por sí mismo.

Posteriormente, según pasan las horas desde su fabricación, en el hormigón se desarrolla el fraguado, que produce un paulatino endurecimiento de la masa hasta convertirla en un material sólido, dotado de una considerable dureza y resistencia asimilable a la piedra natural.

El fraguado es un proceso que, mediante transformación físico-química de los componentes, provoca la solidificación progresiva de la masa de hormigón hasta alcanzar el estado pétreo.

Sabía que...

El fraguado se produce principalmente por la reacción que provoca la hidratación de los componentes del aglomerante o cemento al contacto con el agua.

El hormigón, una vez endurecido, presenta una magnífica resistencia mecánica ante esfuerzos de compresión, pero es un material bastante débil ante otro tipo de solicitaciones como las de tracción o flexión. El hormigón posee también unas excelentes propiedades de durabilidad.

En general, en la mayoría de elementos estructurales de cualquier construcción es difícil que se encuentren sometidos a cargas puramente de compresión. Normalmente soportan esfuerzos combinados, dependiendo del tipo de elemento estructural, su posición, las cargas que recibe, etc. Es normal también, por ejemplo, que en un mismo elemento estructural, determinadas zonas se encuentren sometidas a compresión y otras zonas a tracción. Para solventar la deficiencia a tracción del hormigón es necesario agregar algún elemento que refuerce o arme la pieza estructural, fundamentalmente en las zonas donde se producen esas solicitaciones mecánicas que el hormigón no puede resistir satisfactoriamente.

De esta forma, dependiendo si el hormigón necesita de refuerzo o no, y la forma en que este se realiza, se puede realizar una clasificación genérica que sería la siguiente:

Hormigón en masa.

Hormigón armado.

Hormigón pretensado.

Hormigón reforzado.

2.1. Hormigón en masa

Un elemento estructural de hormigón en masa es aquel que no presenta en su seno ningún tipo de refuerzo adicional, y se ejecuta simplemente mediante vertido directo del hormigón en el molde o encofrado, rellenando todo su volumen.

Ejemplo

El hormigón en masa se suele utilizar para rellenos de pozos de cimentación hasta alcanzar el firme de apoyo cuando este se encuentra por debajo del nivel de apoyo de las zapatas.

El elemento ejecutado con hormigón en masa está diseñado para soportar exclusivamente esfuerzos de compresión.

Actividades

1. ¿Considera que un pilar vertical cualquiera, que soporta un tramo de un forjado plano en una estructura de hormigón armado de planta irregular, está sometido únicamente a esfuerzo de compresión estando perfectamente aplomado y nivelado?

2.2. Hormigón armado

El hormigón armado consiste en la ejecución del elemento estructural, re-forzándolo internamente mediante barras o con mallazos de acero, denominados armaduras. El armado del hormigón permite que este pueda trabajar correctamente ante acciones mecánicas que no puede resistir el hormigón en masa, como es el caso de los esfuerzos a flexión o de tracción.

Importante

Se considera que un elemento está sometido a tracción cuando actúan sobre el mismo acciones que tienden a su estiramiento.

Se considera compresión cuando los esfuerzos recibidos tienden a su aplastamiento.

Se trata de esfuerzos de flexión cuando las fuerzas recibidas por el elemento tienden a doblarlo.

Los esfuerzos cortantes son las cargas que recibe el elemento con propensión a cortarlo.

Torsión se considera cuando las acciones que recibe tienden a torcer el elemento sobre su eje longitudinal

El acero posee una elevada resistencia a la tracción por lo que con su utilización se suple la carencia del hormigón ante este tipo de esfuerzos.

La combinación ordenada y prediseñada entre el hormigón y el acero posibilita la ejecución de elementos estructurales que soportan esfuerzos compuestos de compresión, flexión, tracción, etc., que en la práctica es el caso que se produce en casi cualquier estructura.

La introducción de armaduras de acero en el hormigón, aporta a la pieza una ductilidad mayor, es decir, permite cierta deformación del elemento estructural, dentro de unos límites de tolerancia, antes de que se produzca la rotura del mismo.

Armado de elemento estructural realizado mediante barras de acero corrugado, colocadas previamente al vertido del hormigón.

Previamente a la ejecución de la estructura es necesario realizar el cálculo de las cargas que ha de soportar cada elemento, determinando en qué zonas se produce cada tipo de esfuerzo. Con estos datos se diseña la estructura de forma que el armado del hormigón se realice en las zonas traccionadas.

El complemento entre ambos materiales, de forma que el hormigón soporta las cargas a compresión y el acero los esfuerzos de tracción, se ve reforzado cuanta mayor sea la adherencia entre los dos. La adherencia se mejora de forma considerable al realizar el armado mediante barras corrugadas, que presentan unos resaltos transversales en su superficie.

Actividades

2. Teniendo un pilar vertical centrado y una losa en voladizo, ¿en cuál de ellas considera que predominan los esfuerzos de tracción y los de flexión sobre los de compresión, y por tanto necesitará de un armado más importante?

2.3. Hormigón pretensado

El uso de hormigón pretensado aporta una mejora adicional a la resistencia del hormigón armado normal. Un elemento realizado con hormigón pretensado es aquel al que se le provocan esfuerzos controlados de compresión antes de que se produzca su entrada en servicio.

Se basa principalmente en mejorar la resistencia del hormigón a esfuerzos de tracción, provocando cargas de compresión internas que compensan parcialmente las cargas de tracción producidas una vez que el elemento estructural se somete a los esfuerzos para los que ha sido diseñado.

Las cargas al hormigón se le aplican mediante el tensado controlado de tendones de acero de elevada resistencia, que pueden estar formados por alambres, cordones o barras.

El hormigón pretensado se utiliza casi siempre en la realización de elementos prefabricados industrializados, especialmente los que se diseñan para estar sometidos a importantes esfuerzos. Es un sistema muy utilizado en la fabricación de viguetas y nervios prefabricados, placas alveolares de hormigón, jácenas y pilares de estructuras prefabricadas de hormigón, elementos prefabricados de construcciones civiles, puentes, etc.

Los tipos de pretensado, en función de la posición del tendón respecto a la sección del elemento estructural, pueden ser:

Interior. Se sitúa en el interior de la sección transversal del elemento de hormigón.

Exterior. Situado el tendón de tensado en el canto exterior de la sección transversal.

Según el momento en el que se aplica el tensado a la pieza, este puede ser:

Pretensado. El proceso consiste en tensar y fijar las armaduras antes de proceder al hormigonado del elemento estructural. En el momento que el hormigón consigue la resistencia necesaria, se sueltan las armaduras y por efecto de la adherencia entre ambos materiales se pasa la energía de tensado al hormigón.

Postensado. Se procede al hormigonado del elemento, y cuando presenta la resistencia adecuada se realiza el tensado, fijando y anclando las armaduras.

Nota

Las armaduras que se utilizan para el postensado, habitualmente se instalan en el interior de conductos o vainas.

En relación a la cohesión entre el hormigón y las armaduras, la ejecución de un elemento estructural pretensado puede ser:

Adherente. Una vez finalizado el proceso, se mantiene una adherencia adecuada entre las armaduras activas y el hormigón.

No adherente. Es el caso de hormigón postensado, donde no existe adherencia entre las armaduras activas y el hormigón.

Importante

Tanto en el caso de hormigón armado como de hormigón pretensado no se pueden utilizar aditivos que contengan cloruro cálcico o productos con ingredientes químicos que favorezcan el proceso de corrosión de las armaduras, como pueden ser, entro otros los cloruros, sulfuros o sulfitos.

Para elementos elaborados mediante pretensado no se deben utilizar aditivos aireantes que puedan perjudicar la adherencia entre las armaduras y el hormigón, y por tanto el correcto funcionamiento del sistema de refuerzo.

Actividades

3. Consulte en la Instrucción de Hormigón Estructural (EHE) la serie de diámetros nominales, en milímetros, a la que se deben ajustar los alambres utilizados como armadura activa en la confección de elementos de hormigón pretensado.

En el proceso de pretensado se debe tener en cuenta una serie de precauciones, entre las que cabe destacar:

Es muy importante evitar el destensado antes de que el hormigón alcance la resistencia suficiente para absorber las tensiones transmitidas por la armadura.

Evitar el destensado brusco, que puede provocar la deformación de las piezas o el deslizamiento de las armaduras. Se debe realizar este proceso de forma gradual y homogénea.

El proceso de destensado, si no se realiza con todas las armaduras a la vez, se debe ejecutar de forma ordenada y prediseñada para evitar esfuerzos asimétricos que puedan provocar deformaciones permanentes en el elemento ejecutado con hormigón pretensado.

2.4. Hormigón reforzado

El hormigón también ofrece la posibilidad de armarlo mediante fibras que se incluyen en la propia masa en estado fresco. El hormigón reforzado con fibras se designa, según normativa, como HRF. Normalmente se adicionan a la masa fibras cortas y de poca sección, dispuestas aleatoriamente en su seno, de forma que producen un efecto de refuerzo y cohesión multidireccional del hormigón.

Existen muchos sistemas de refuerzo de hormigón mediante fibras, pero las más usadas, entre otras son mediante:

Fibras de acero.

Fibras de vidrio.

Fibras poliméricas.

Sabía que...

Es posible mejorar la resistencia de un elemento estructural, mediante un refuerzo mixto, es decir, realizando un armado normal mediante barras o mallazos de acero, combinado con la utilización de hormigón reforzado mediante fibras.

El hormigón reforzado con fibras se puede emplear tanto para realizar elementos de hormigón en masa, como hormigón armado u hormigón pretensado.

Se puede utilizar hormigones reforzados con fibras cuando su puesta en obra se realice mediante proyectado o en elementos que es difícil realizar el refuerzo mediante un armado tradicional con barras de acero y/o mallazos. Es el caso, por ejemplo de formación de bóvedas de túneles y otros elementos