Materiales de Construcción: Propiedades, Ensayos y Aplicaciones Esenciales

Tipos de Cementos Comunes y sus Aplicaciones según Resistencia

Clasificación por Resistencia (RC)

Según la normativa RC, los tres tipos de cementos más utilizados se clasifican por su resistencia normal a los 28 días:

• 32.5 MPa: Indicado para morteros y hormigones de baja exigencia o escasa responsabilidad estructural.
• 42.5 MPa: Adecuado para estructuras convencionales.
• 52.5 MPa: Utilizado en prefabricados que requieren mayores resistencias.

Clasificación de Cementos Comunes por Tipo

Los cementos comunes se subdividen en cinco tipos principales, cada uno con propiedades y usos específicos:

• I Cemento Portland: Caracterizado por sus altas resistencias iniciales.
• II Cemento Portland Compuesto: De uso general, versátil para diversas aplicaciones.
• III Cemento de Alto Horno: Ofrece buena resistencia a sulfatos y al agua de mar, ideal para ambientes agresivos.
• IV Cemento Puzolánico: Proporciona resistencia a ambientes agresivos, incluyendo aguas ácidas y carbónicas.
• V Cemento Compuesto: Empleado en hormigones y cementos refractarios, donde se requiere resistencia a altas temperaturas.

Factores Clave que Influyen en las Propiedades del Hormigón

Diversos elementos afectan directamente las características y el rendimiento del hormigón:

Finura de la Arena

A mayor finura de la arena, menor será la resistencia final del hormigón. La granulometría adecuada es crucial para un rendimiento óptimo.

Relación Agua/Cemento (A/C)

La relación agua/cemento (A/C) debe ser la adecuada para permitir una hidratación completa del cemento. Un exceso de cemento o de agua puede provocar retracción en el hormigón. La resistencia del hormigón depende directamente de esta relación y del sistema de compactación empleado.

Tamaño Máximo del Árido

Un mayor tamaño máximo del árido contribuye a una mayor resistencia y a la obtención de un hormigón de máxima compacidad.

Ensayo de Flexión del Mortero

El ensayo de flexión del mortero se realiza para determinar su resistencia a la tracción por flexión. El procedimiento es el siguiente:

• Se confeccionan tres probetas de mortero, con dimensiones de 4x4x16 cm, utilizando el mortero empleado en la obra.
• Estas probetas se conservan en un ambiente húmedo.
• Se someten a ensayo hasta su rotura a los 28 días.

El resultado del ensayo de flexión será la resistencia a flexión, que se obtiene como el valor medio de los tres valores individuales obtenidos, expresados en kgf/cm².

Determinación del Límite Elástico en Aceros

El límite elástico es un parámetro fundamental en la caracterización de los aceros, definiéndose como la carga unitaria a partir de la cual las deformaciones que experimenta la probeta dejan de ser proporcionales a los esfuerzos o tensiones aplicados.

Se considera el límite elástico (f_y) del acero como el valor de la tensión que produce una deformación permanente del 0.2%. En situaciones donde el escalón de fluencia no es discernible, este punto se designa como el límite elástico aparente.

Ensayo de Desgaste de Los Ángeles para Áridos

El ensayo de desgaste de Los Ángeles es un método crucial para evaluar la resistencia al desgaste y la durabilidad de los áridos, especialmente las gravas. El procedimiento consiste en:

• Introducir una muestra de grava junto con bolas de acero en un tambor giratorio (similar a una lavadora industrial).
• Poner en marcha la máquina, permitiendo que las bolas y la grava se froten y choquen entre sí.
• La diferencia de peso de la muestra antes y después del ensayo representa la cantidad de material perdido por abrasión e impacto, indicando su resistencia al desgaste.

Ensayo de Compresión del Mortero de Cemento

El ensayo de compresión del mortero de cemento es fundamental para determinar su resistencia característica. Este ensayo es análogo al de compresión del mortero en general y se realiza sobre probetas de mortero de cemento.

Procedimiento del Ensayo

• Inicialmente, se toma una muestra de 5x5x25 cm.
• Esta pieza se divide en dos partes para ser ensayada a compresión.
• El ensayo determinará la resistencia a compresión del mortero de cemento.
• Es crucial que la muestra sea ensayada a los 28 días de su fabricación para obtener el valor de resistencia normalizado.

Tipos de Probetas de Hormigón y Condiciones de Curado

Para los ensayos de hormigón, se utilizan principalmente dos tipos de probetas:

• Probetas Cilíndricas: Comúnmente de 15x30 cm.
• Probetas Cúbicas: Disponibles en dimensiones de 10x10x10 cm, 15x15x15 cm y 20x20x20 cm.

La cámara húmeda donde se guardan y curan las probetas de hormigón debe mantener condiciones controladas para asegurar resultados fiables. La temperatura se establece en 20°C con una tolerancia de ±2°C, y la humedad relativa debe ser del 95%.

Recomendaciones de la EHE para el Hormigón: Prevención de Defectos

Según la Instrucción de Hormigón Estructural (EHE), es fundamental tener en cuenta y evitar ciertos fenómenos que pueden comprometer la calidad y durabilidad del hormigón:

• Evitar la segregación: Prevenir la separación de los componentes del hormigón (áridos, cemento, agua).
• Evitar la pérdida de agua: Minimizar la evaporación o filtración de agua de la mezcla.
• Evitar la pérdida de lechada: Impedir la fuga de la pasta de cemento y agua, que es esencial para la cohesión.

Diferencia entre Inyección de Aditivos y Materiales de Inyección Directa

La distinción principal entre la inyección de aditivos y la inyección de otros materiales radica en su aplicación y propósito:

• Un material de inyección (como una lechada o pasta) se aplica directamente para rellenar, sellar o consolidar elementos específicos.
• Un aditivo se utiliza incorporándolo al hormigón (por ejemplo, en el hormigón proyectado) para modificar sus propiedades intrínsecas.

Métodos de Vibrado del Hormigón y sus Beneficios

El vibrado es una etapa crucial en la colocación del hormigón para asegurar su correcta compactación y propiedades finales. Existen diferentes tipos de vibrado según la aplicación:

Tipos de Vibrado

• Vibrado de Aguja: Ideal para elementos estructurales como jácenas y pilares.
• Vibrado de Regla Vibrante: Utilizado para compactar superficies de hormigón, como losas y pavimentos.
• Mesa Vibradora: Empleada principalmente en la fabricación de elementos prefabricados de hormigón.

Objetivos y Beneficios del Vibrado

El vibrado adecuado del hormigón persigue múltiples objetivos que mejoran significativamente sus propiedades:

• Mejorar la compacidad del hormigón, eliminando el aire atrapado.
• Favorecer la hidratación completa del cemento.
• Obtener hormigones más densos, resistentes e impermeables.
• Reducir la retracción del hormigón.
• Aumentar la protección de las armaduras contra la corrosión.
• Mejorar la adherencia entre el hormigón y las armaduras.
• Incrementar la durabilidad general de la estructura de hormigón.

Definición de Entumecimiento de la Arena

El entumecimiento de la arena se define como el aumento transitorio de su volumen para un determinado contenido de agua. Este fenómeno desaparece a medida que la arena se satura completamente de agua.