Hormigón: Composición, Propiedades Esenciales y Aplicaciones Constructivas

Propiedades Fundamentales del Hormigón

Las propiedades del hormigón dependen de la calidad y proporciones de sus componentes, del proceso de mezcla, y de las condiciones de humedad y temperatura durante los procesos de fabricación y fraguado.

Componentes Básicos de los Aglomerantes

Mortero:

Cemento + Arena + Agua

Hormigón:

Cemento + Arena + Agua + Ripio (Agregado grueso)

Hormigón Armado:

Cemento + Arena + Agua + Ripio (Agregado grueso) + Acero

Ventajas y Desventajas del Hormigón Armado

Ventajas:

1. Se adapta a la forma del encofrado, permitiendo que las armaduras se dispongan siguiendo la trayectoria de los esfuerzos internos principales.
2. Es resistente al fuego, a los efectos climáticos y al desgaste mecánico.
3. Apropiado para construcciones monolíticas (sin juntas), resultando en estructuras de múltiple indeterminación estática con una gran reserva de capacidad portante, lo que las hace muy seguras. Un hormigón armado bien diseñado puede absorber y disipar muy bien la energía en caso de sismos o cargas fuertes.
4. Es económico, ya que utiliza materiales inertes baratos (arena, agregado grueso) y, en la práctica, no requiere mantenimiento significativo.

Desventajas:

1. Elevado peso propio de la estructura.
2. Reducido aislamiento térmico.
3. Las modificaciones y demoliciones son difíciles y costosas.
4. Las armaduras deben estar bien recubiertas para evitar la oxidación.

Fraguado del Hormigón

El fraguado del hormigón es el proceso de pasar de un estado fresco a uno endurecido. Es una reacción química entre el agua y el cemento, conocida como hidratación. Este proceso ocurre en etapas y afecta directamente la resistencia que el hormigón va ganando con el tiempo. Depende de la temperatura, la humedad y los aditivos.

• Día 1: El hormigón comienza a endurecerse.
• Día 7: Alcanza aproximadamente el 70% de su resistencia final (0.70fc).
• Día 14: Alcanza aproximadamente el 85% de su resistencia final (0.85fc).
• Día 28: Alcanza el 100% de su resistencia final (fc).

Moldajes

Los moldajes son los elementos que dan forma al hormigón fresco. Los materiales comunes incluyen:

• Terciado estructural: Medida estándar de plancha 2,44 x 1,22 m.
• Madera: Dimensiones comunes como 2x2 o 2x3 pulgadas.
• Clavos.
• Desmoldante.

Propiedades Específicas del Hormigón

Consistencia:

Facilidad con la que un hormigón fresco se deforma, medida comúnmente con el cono de Abrams.

Docilidad:

Aptitud del hormigón para ser empleado y manejado en obra.

Densidad:

El peso del hormigón varía según el tamaño y la cantidad de sus componentes.

Impermeabilidad:

El hormigón es poroso, por lo que no es totalmente impermeable.

Durabilidad:

Depende de la exposición a agentes agresivos (mecánicos, químicos o físicos).

Aditivos para Hormigón

Los aditivos son sustancias que se añaden al hormigón para obtener propiedades especiales (mejor trabajabilidad, mayor resistencia, baja densidad, etc.).

Acelerante:

Acelera el proceso de fraguado.

Retardante:

Retarda el proceso de fraguado.

Impermeabilizantes:

Disminuyen el agrietamiento y aumentan la durabilidad.

Fibras:

Refuerzan la masa del cemento, incrementando la resistencia a tracción.

Colorantes:

Finas partículas de polvo, con una granulometría más fina que la del cemento, que generan un color permanente en el hormigón.

Historia del Hormigón

El primer uso conocido de un material similar al hormigón data de 5600 a.C.

• Los egipcios utilizaban una mezcla de yeso, cal y paja como aglomerante para unir piedras en la construcción de pirámides.
• Los griegos de Creta y Chipre empleaban mortero de cal.
• Los babilonios y sirios usaban betún (similar al asfalto) como aglomerante para piedras y muros.
• Los griegos de la antigüedad utilizaban piedra caliza calcinada como aglomerante.
• Los romanos fueron los primeros en desarrollar un hormigón más avanzado, mezclando cal molida con ceniza volcánica (puzolana). Utilizaban esta mezcla para unir bloques de piedra en la construcción de acueductos, edificios y otras infraestructuras. La puzolana, originaria de Pozzuoli, cerca del volcán Vesubio, fue empleada en construcciones icónicas como el Panteón y el Coliseo en Roma.

Tipos de Moldajes Modernos

Además de los mencionados, los moldajes modernos pueden ser de:

• Madera
• Textiles
• Metálicos

Nomenclatura del Hormigón

La nomenclatura del hormigón proporciona información clave sobre sus características. Un ejemplo es HB30(90)20-10, donde:

HB:

Indica Hormigón Bombeable, lo que sugiere su trabajabilidad y, en este contexto, su resistencia a compresión.

30:

Representa la resistencia característica especificada de 30 MPa (Megapascales).

(90):

Se refiere al nivel de confianza del 90% en que la resistencia del hormigón cumplirá con el valor especificado.

20:

Indica el tamaño máximo del árido (ripio) de 20 mm.

10:

Corresponde al asentamiento del cono de Abrams de 10 cm, una medida de la consistencia del hormigón fresco.