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sábado, 20 de septiembre de 2014

Ensayos Realizados al Hormigón

Los Ensayos del Hormigón se realizan en dos de sus formas.


  1. Ensayos del Hormigón Fresco: Se realizan para conocer sus características. Durante la etapa en que el hormigón se mantiene en estado fresco es de gran importancia poder otorgarle al hormigón una docilidad adecuada al uso que se desea darle.    Para este objeto, es necesario cuantificarla, utilizando una forma de medida de la docilidad, para lo que se han desarrollado numerosos sistemas. Durante la etapa en que el hormigón mantiene su estado fresco, experimenta una serie de procesos cuyo origen y consecuencias es necesario conocerlos para tenerlos debidamente en cuenta.
  2. Ensayos del Hormigón Endurecido: Sirven para determinar su resistencia y propiedades. El hormigón experimenta un proceso de endurecimiento progresivo que lo transforma de un material plástico en un sólido, producido por un proceso físico - químico complejo de larga duración. En esta etapa, las propiedades del hormigón evolucionan con el tiempo, dependiendo de las características y proporciones de los materiales componentes y de las condiciones ambientales a que estará expuesto durante su vida útil. Estas propiedades son: la densidad, la resistencia, las variaciones de volumen y las propiedades elásticas del hormigón endurecido.

domingo, 7 de septiembre de 2014

Compresión del Hormigon

La principal característica estructural del hormigón es que resiste muy bien los esfuerzos de compresión, pero no tiene buen comportamiento frente a otros tipos de esfuerzos (tracción, flexión, cortante, etc.), por este motivo es habitual usarlo asociado a ciertas armaduras de acero, recibiendo en este caso la denominación de hormigón armado, o concreto pre-reforzado en algunos lugares; comportándose el conjunto muy favorablemente ante las diversas solicitaciones. Cuando se proyecta una estructura de hormigón armado se establecen las dimensiones de los elementos, el tipo de hormigón, los aditivos y el acero que hay que colocar en función de los esfuerzos que deberá soportar y de las condiciones ambientales a que estará expuesto.
                            


sábado, 6 de septiembre de 2014

Hormigón Ecológico Permeable

¿Qué es Hormigón Ecológico?

El Hormigón Ecológico es una clase especial de concreto. Su característica principal es que cuenta con un alto porcentaje de porosidad en su estructura, motivo que lo hace permeable.
Esta porosidad nos permite filtrar el agua de lluvia y sus escurrimientos, recargando los mantos acuíferos en vez de desperdiciarla en el mar.

  

¿De qué se compone?

  • Agregado promedio de 3/8" a ½" de diámetro
  • Cemento hidráulico
  • Otros materiales cementantes
  • Aditivos
  • Agua
  • No contiene agregados finos

> Ventajas Ecológicas

Permite que no se interrumpa el Ciclo del agua, indispensable para el equilibrio ambiental, ya que al filtrar la lluvia al subsuelo se recargan los Mantos Acuíferos.
Debido a su claridad reduce el efecto invernadero, ya que no genera islas de calor como el asfalto.
Es un producto no contaminante que ayuda a mejorar la ecología de las ciudades pues restituye de manera natural los mantos acuíferos.
Es un material limpio en su aplicación ya que no deja escombro.
Además al evitar la formación de huecos y charcos se reduciría en medida el tráfico y como consecuencia menos contaminación del aire y ruido.

>  Ventajas Urbanas

Su porosidad lo hace un material Auto ventilado y Auto drenante.
Evita charcos y ayuda a prevenir saturación de dreajes en época de lluvias.
Por ser un material permeable reduce la construcción de drenajes pluviales.
Disminuye las distancias de frenado de los vehículos, especialmente en condiciones de lluvia y evita que los vehículos patinen.
Por no retener agua en su superficie, existe, baja probabilidad de deslumbramiento por reflexión de la luz sobre película de agua superficial.
Disminuye los gradientes térmicos y de humedad por una reflexión mínima de la luz.
Tiene una vida promedio de 20-30 años según su correcta instalación y mantenimiento.
En caso de presentar alguna grieta o ante la necesidad de abrir el pavimento para colocar alguna tubería de gas, fibra óptica, etc. Simplemente se perfora con una sierra y se restituye el bloque de concreto.
VIDEO:

Hormigón Pretensado

Esta técnica es utilizada para controlar las grietas en construcciones de grandes luces, es mayormente empleada para los puentes.


El hormigón pretensado tiene los siguientes méritos:
  • Desde la técnica del pretensado elimina grietas del hormigón en todas las etapas de carga, toda la sección de las estructuras de toma parte en la resistencia a la carga externa. En contraste con esto, en el hormigón armado, sólo parte de lo concreto por encima del eje neutro es eficaz.
  • Como el hormigón no se agrieta, la posibilidad de acero a la corrosión y el deterioro de hormigón se reduce al mínimo.
  • Ausencia de grietas resulta en una mayor capacidad de la estructura para soportar la carga de esfuerzos, impactos, vibraciones y golpes.
  • En vigas de hormigón pretensado, las cargas muertas son prácticamente neutralizado. Las reacciones se requieren por lo tanto mucho más pequeña que la requerida en hormigón armado. El peso muerto de la carga reducida de la estructura da resultados en el ahorro en los costes de las cimentaciones. La neutralización de la carga muerta es de importancia en los grandes puentes .
  • El uso de los tendones y la curva antes de la compresión del hormigón ayuda a resistir al corte.
  • La cantidad de acero necesario para pretensado aproximadamente 1 / 3 de la requerida para el hormigón armado, aunque el acero para el pretensado debe ser de alta resistencia.
  • En concreto pretensado, bloques prefabricados y elementos pueden aceptarse y utilizarse como una unidad. Esto ahorra en el costo de encofrado y el centrado de grandes estructuras.
  • Con la llegada de hormigón pretensado, que ha sido posible ahora para la construcción de grandes luces. Estas estructuras tienen bajo costo y están salvo de grietas.
  • Hormigón pretensado se puede utilizar con ventaja en todas las estructuras donde la tensión se desarrolla, como la corbata y tirantes de una viga de cuerda del arco, traviesas de ferrocarril, postes eléctricos, la cara aguas arriba de la presa de gravedad, etc.
  • Las vigas de hormigón pretensado la desviación suele ser baja.

Construcción de hormigón pretensado tiene las siguientes desventajas
  • Se requiere alta calidad de hormigón denso de alta resistencia. calidad del hormigón perfecto en la producción, colocación y compactación que se requiere.
  • Se requiere de acero de alta resistencia, que es de 2.5 a 3.5 veces más costoso que el acero suave.
  • Se requiere complicadas tensión equipos y dispositivos de anclaje, que suelen ser cubiertos por los derechos patentados.
  • La construcción requiere supervisión perfecta en todas las etapas de la construcción.


viernes, 5 de septiembre de 2014

Fraguado y Endurecimiento en el Cemento


La pasta del hormigón se forma mezclando cemento artificial y agua debiendo embeber totalmente a los áridos. La principal cualidad de esta pasta es que fragua y endurece progresivamente, tanto al aire como bajo el agua.

El proceso de fraguado y endurecimiento es el resultado de reacciones químicas de hidratación entre los componentes del cemento. La fase inicial de hidratación se llama fraguado y se caracteriza por el paso de la pasta del estado fluido al estado sólido. Esto se observa de forma sencilla por simple presión con un dedo sobre la superficie del hormigón. Posteriormente continúan las reacciones de hidratación alcanzando a todos los constituyentes del cemento que provocan el endurecimiento de la masa y que se caracteriza por un progresivo desarrollo de resistencias mecánicas.


El fraguado y endurecimiento no son más que dos estados separados convencionalmente; en realidad solo hay un único proceso de hidratación continuo.
En el cemento portland, el más frecuente empleado en los hormigones, el primer componente en reaccionar es el aluminato tricálcico con una duración rápida y corta (hasta 7-28 días). Después el silicato tricálcico, con una aportación inicial importante y continua durante bastante tiempo. A continuación el silicato bicálcico con una aportación inicial débil y muy importante a partir de los 28 días.

El fenómeno físico de endurecimiento no tiene fases definidas. El cemento está en polvo y sus partículas o granos se hidratan progresivamente, inicialmente por contacto del agua con la superficie de los granos, formándose algunos compuestos cristalinos y una gran parte de compuestos microcristalinos asimilables a coloides que forman una película en la superficie del grano. A partir de entonces el endurecimiento continua dominado por estas estructuras coloidales que envuelven los granos del cemento y a través de las cuales progresa la hidratación hasta el núcleo del grano.

El hecho de que pueda regularse la velocidad con que el cemento amasado pierde su fluidez y se endurece, lo hace un producto muy útil en construcción. Una reacción rápida de hidratación y endurecimiento dificultaría su transporte y una cómoda puesta en obra rellenando todos los huecos en los encofrados. Una reacción lenta aplazaría de forma importante el desarrollo de resistencias mecánicas. En las fábricas de cemento se consigue controlando la cantidad de yeso que se añade al clinker de cemento. En la planta de hormigón, donde se mezcla la pasta de cemento y agua con los áridos, también se pueden añadir productos que regulan el tiempo de fraguado.

En condiciones normales un hormigón portland normal comienza a fraguar entre 30 y 45 minutos después de que ha quedado en reposo en los moldes y termina el fraguado trascurridas sobre 10 ó 12 horas. Después comienza el endurecimiento que lleva un ritmo rápido en los primeros días hasta llegar al primer mes, para después aumentar más lentamente hasta llegar al año donde prácticamente se estabiliza.

Diagrama indicativo de la resistencia (en %) que adquiere el hormigón a los 14, 28, 42 y 56 días.


El Hormigón en la Antigüedad

No se tiene certeza quien descubrió o utilizó por primera vez el hormigón. Es probable que al mismo tiempo que el hombre dominó el fuego también descubrió el concepto de hormigón. Uno puede imaginar al hombre primitivo junto a su fogón, ubicado en una cavidad, en la cual existen piedras calcáreas, yeso y arcilla. La alta temperatura logra carbonatar la piedra, que se transforma en polvo. Luego al caer un poco de llovizna, el polvo y las piedras se convierten en una masa sólidamente unida.

Descubrimientos Arqueológicos

Hallazgos contemporáneos en Lepensky, junto al Danubio, permiten afirmar que durante la edad de piedra, hace 7.500 años, los habitantes construían el suelo de sus viviendas uniendo tierra caliza, arena, grava y agua. Esta mezcla puede ser considerada como un hormigón rudimentario.
Los egipcios por su parte, utilizaron como aglomerante, yeso cocido. Excavaciones permiten establecer que hace 4.500 años, los constructores de la pirámide de Cheops, utilizaron hormigones primitivos.
Los griegos, hace más de 2.300 años, utilizaron como aglomerante, tierra volcánica que extrajeron de la isla de Santorín. También existen indicios para decir que utilizaron caliza calcinada que mezclaron con arcilla cocida y agua.

Hormigón Romano
El pueblo romano también usó hormigón en sus construcciones, para lo cual utilizaron cal como aglomerante. Se puede mencionar la construcción del alcantarillado de Roma, hace 2.300 años.
Posteriormente, hacia el año 200 antes de Cristo, se produjo un significativo avance en la optimización de los aglomerantes para construcción: el cemento Romano. Desde un lugar cercano al Vesubio obtuvieron la Puzolana, constituida básicamente por sílice. Este material mezclado con cal y agua permite conformar un aglomerante hidráulico, (dicho de una cal o de un cemento que se endurece en contacto con el agua).
El teatro de Pompeya (55 años antes de Cristo), se edificó con este material. Posteriormente se utilizó en la construcción de los baños públicos de Roma, el coliseo y la basílica de Constantino. La prolongada duración de estos edificios nos hace concluir que los constructores romanos utilizaban una dosificación perfectamente calculada y empleaban técnicas adicionales para mejorar la resistencia del material de construcción.
El famoso historiador Plinio, en relación a la construcción de un pozo de agua, escribió: “El fondo y los lados se golpean con martillos de hierro”. De esto se desprende que los romanos utilizaron la compactación y el apisonado.

Hormigones Americanos

En Teotihuacán, durante el siglo primero antes de Cristo, se construyeron pirámides de núcleo de tierra apisonada, revestida de piedra aglomerada con una mezcla de tierra volcánica, cal y agua. A ello también agregaron resinas vegetales que permitían una mejor modelación.

Evolución de la Resistencia

Los hormigones se clasifican por su consistencia en secos, plásticos, blandos y fluidos tal como se indica en la tabla siguiente:

Evolución de la Resistencia a compresión de un Hormigón Portland normal
Edad del hormigón en días
3
7
28
90
360
Resistencia a compresión
0,40
0,65
1,00
1,20
1,35




  
Ensayo de consistencia en hormigón fresco mediante el Cono de Abrams que mide el asiento que se produce en una forma troncocónica normalizada cuando se desmolda.





Clinker de cemento antes de su molienda.

El siglo XIX: Cemento Portland y Hormigón Armado

Joseph Aspdin y James Parker patentaron en 1824 el Portland Cement, obtenido de caliza arcillosa y carbón calcinados a alta temperatura –denominado así por su color gris verdoso oscuro, muy similar a la piedra de la isla de Pórtland. Isaac Johnson obtiene en 1845 el prototipo del cemento moderno elaborado de una mezcla de caliza y arcilla calcinada a alta temperatura, hasta la formación del clinker; el proceso de industrialización y la introducción de hornos rotatorios propiciaron su uso para gran variedad de aplicaciones, hacia finales del siglo XIX.

El hormigón, por sus características pétreas, soporta bien esfuerzos de compresión, pero se fisura con otros tipos de solicitaciones (flexión, tracción, torsión, cortante); la inclusión de varillas metálicas que soportaran dichos esfuerzos propició optimizar sus características y su empleo generalizado en múltiples obras de ingeniería y arquitectura.


La invención del hormigón armado se suele atribuir al constructor William Wilkinson, quien solicitó en 1854 la patente de un sistema que incluía armaduras de hierro para «la mejora de la construcción de viviendas, almacenes y otros edificios resistentes al fuego». El francés Joseph Monier patentó varios métodos en la década de 1860, pero fue François Hennebique quien ideó un sistema convincente de hormigón armado, patentado en 1892, que utilizó en la construcción de una fábrica de hilados en Tourcoing, Lille, en 1895. Hennebique y sus contemporáneos basaban el diseño de sus patentes en resultados experimentales, mediante pruebas de carga; los primeros aportes teóricos los realizan prestigiosos investigadores alemanes, tales como Wilhelm Ritter, quien desarrolla en 1899 la teoría del «Reticulado de Ritter-Mörsch». Los estudios teóricos fundamentales se gestarán en el siglo XX.

Hormigones de Cementos Naturales

En la Antigua Grecia, hacia el 500 a. C., se mezclaban compuestos de caliza calcinada con agua y arena, añadiendo piedras trituradas, tejas rotas o ladrillos, dando origen al primer hormigón de la historia, usando tobas volcánicas extraídas de la isla de Santorini. Los antiguos romanos emplearon tierras o cenizas volcánicas, conocidas también como puzolana, que contienen sílice y alúmina, que al combinarse químicamente con la cal daban como resultado el denominado cemento puzolánico (obtenido en Pozzuoli, cerca del Vesubio). Añadiendo en su masa jarras cerámicas o materiales de baja densidad (piedra pómez) obtuvieron el primer hormigón aligerado. Con este material se construyeron desde tuberías a instalaciones portuarias, cuyos restos aún perduran. Destacan construcciones como los diversos arcos del Coliseo romano, los nervios de la bóveda de la Basílica de Majencio, con luces de más de 25 metros, las bóvedas de las Termas de Caracalla, y la cúpula del Panteón de Agripa, de unos 43 metros de diámetro, la de mayor luz durante siglos.

Tras la caída del Imperio romano el hormigón fue poco utilizado, posiblemente debido a la falta de medios técnicos y humanos, la mala calidad de la cocción de la cal, y la carencia o lejanía de tobas volcánicas; no se encuentran muestras de su uso en grandes obras hasta el siglo XIII, en que se vuelve a utilizar en los cimientos de la Catedral de Salisbury, o en la célebre Torre de Londres, en Inglaterra. Durante el renacimiento su empleo fue escaso y muy poco significativo.

En algunas ciudades y grandes estructuras, construidas por Mayas y Aztecas en México o las de Machu Pichu en el Perú, se utilizaron materiales cementantes.

En el siglo XVIII se reaviva el afán por la investigación. John Smeaton, un ingeniero de Leeds fue comisionado para construir por tercera vez un faro en el acantilado de Edystone, en la costa de Cornwall, empleando piedras unidas con un mortero de cal calcinada para conformar una construcción monolítica que soportara la constante acción de las olas y los húmedos vientos; fue concluido en 1759 y la cimentación aún perdura.