HORMIGON ARMADO
Es el resultado de combinar debidamente hormigón fresco y armaduras pasivas de acero para producir un elemento que resiste acciones que provocan tensiones de compresión y de tracción.
Estos elementos se consiguen tanto en obra como en factorías (prefabricados). Se utilizan vibradores que permiten la compactación del hormigón fresco. El hormigón armado se caracteriza porque sus armaduras (pasivas) no están sometidas a tensiones hasta que la pieza recibe las acciones previstas
La característica distintiva del hormigón pretensado es que sus armaduras (activas) están sometidas a tensiones antes de que la pieza de la que forman parte esté sometida a las acciones previstas. Desde este punto de vista existe el hormigón de armaduras pretesas y postesas. En el primero, las armaduras son tesadas (objeto de tensiones de tracción) antes del hormigonado de la pieza (pretesado de armaduras). En el segundo, las armaduras son tesadas después del hormigonado de la pieza.
Los hormigones ligeros son hormigones de densidades menores a las de los hormigones normales hechos con áridos comunes. La disminución de la densidad de estos hormigones se produce por una presencia de vacíos en el árido, en el mortero o entre las partículas de árido grueso.
En construcciones de Hormigón, el peso propio de la estructura representa una proporción importante en la carga total de la estructura por lo que reducir la densidad del mismo resulta muy beneficioso. Así se reduce la carga muerta, con la consiguiente reducción del tamaño de los distintos elementos estructurales, llegando a los cimientos y al suelo con menores cargas. El uso de Hormigones ligeros depende de las consideraciones económicas
Su composición, elaboración, colocación y compactación serán tales que el hormigón endurecido tenga una estructura cerrada y masa compacta, libre de vacíos macroscópicos.
Ventajas y Desventajas
• Buen aislante térmico por su contenido de aire
• Durable
• No es altamente resistente a la abrasión
• Es más caro
• El amasado, manejo y colado requiere más precauciones
• Es apto en general para pretensados, cascarones, edificios de gran altura.
Hormigones ligeros según su método de Producción:
Hormigón de Árido Ligero: Uso de áridos ligeros porosos de baja gravedad específica aparente.
Hormigón Aireado, celular, espumoso o gaseoso: Se introducen vacíos dentro del hormigón que se distinguen de los huecos producidos por el arrastre de aire.
Hormigón sin finos: Se omite el árido de finos, por lo que gran número de vacíos intersticiales están presentes, los áridos gruesos son de peso específico normal.
Hormigón ligero según el uso:
Cumplen una función de resistencia mínima, usado en unidades de Mampostería. Su densidad es más baja que para los hormigones ligeros estructurales. Tienen características aislantes buenas pero gran contracción y absorción. Algunos áridos apropiados son:
Escoria:
Es una roca vidriosa vesicular, parecida a las cenizas industriales. El hormigón que forma es similar al de la piedra pómez.
Cenizas Volcánicas Artificiales:
Se clasifican de acuerdo al material base y al método de fabricación. Están los áridos producidos por aplicación de calor para expandir la pizarra, arcilla, esquisto, la pizarra diatomácea, perlita, obsidiana y vermiculita. Arcilla, Pizarra y Esquistos se obtienen al calentar los materiales crudos en un horno giratorio. La estructura porosa lograda se retiene mediante el enfriamiento, de modo que la gravedad específica del material es menor a la inicial. La expansión también puede realizarse mediante un cable aglutinado.
Tal que el material humedecido se lleva bajo quemadores y el calor va penetrando en forma gradual en toda la profundidad de la capa del material. Su viscosidad es tal que los gases expandidos quedan atrapados, luego se enfría y se lo comprime o se usa el material paletizado inicialmente. El material paletizado produce partículas con una capa sobre el interior celular. Las partículas son casi esféricas y tienen una capa vidriosa semi impermeable, por lo que tienen menor absorción de agua, son más fáciles de mezclar por lo que producen hormigones muy trabajables, pero resultan más caros.
Las arcillas y pizarras tienen la ventaja de lograr con ellas resistencias más elevadas que con cualquier otro árido ligero.
La Perlita es una roca volcánica vidriosa. Cuando se calienta rápidamente se expande por la evolución del vapor. El Hormigón hecho con este material tiene resistencias muy bajas, alta contracción y es más que nada usado como aislante. El Hormigón es de secado rápido.
La Vermiculita es un material con una estructura parecida a la de la mica. Cuando se calienta se expande varias veces (hasta 30 veces su volumen original) por la exfoliación de las laminillas. El hormigón hecho con este material tiene una resistencia muy baja y muy alta contracción pero es un muy buen aislante. A veces el material crudo se reduce al tamaño deseado antes de calentarlo, o puede triturarse una vez que se ha expandido.
Una forma de obtener hormigones ligeros es mediante la incorporación de gas en la masa del mortero a los efectos de producir una estructura celular que contenga vacíos. La característica de estos vacíos es que su piel debe resistir el mezclado y la compactación. El hormigón que resulta de este proceso se llama Celular, aunque no se lo debería llamar hormigón debido a que no hay árido grueso en él.
El hormigón gaseoso:
Se obtiene mediante reacciones químicas que generan un gas en el mortero fresco de modo que la consistencia del mismo debe ser tal que permita que el gas se expanda pero no se escape. Por lo tanto se combinan la velocidad de evolución del gas, la consistencia y el tiempo de fraguado. El más usado en este proceso es el polvo de aluminio, puede usarse además polvo de zinc, aleaciones de aluminio o peróxido de hidrógeno. Reacciona el polvo activo con el hidróxido de calcio o los álcalis, y en esta reacción se liberan burbujas de hidrógeno.
El hormigón espumoso:
Se produce por la adición de un agente espumoso (jabones de resina o proteínas hidrolizadas) a la mezcla. Se realiza el mezclado a alta velocidad y el agente incorporado estabiliza e introduce burbujas a la mezcla. A veces se incorpora directamente una espuma estable en una mezcladora común. Puede hacerse sin arena para propósitos no estructurales como el aislamiento. Se caracteriza por su baja conductividad térmica y por ser incombustible. Estructuralmente se usa para bloques con curado en autoclave o elementos premoldeados. Se usa para pisos. Puede aserrarse, clavarse, es bastante durable. Tiene alta absorción de agua pero el índice de penetración del agua es bajo porque no se llenan los poros más grandes. Tiene resistencia medianamente buena al congelamiento y puede usarse en la construcción de muros. En el caso de ser armado, el acero puede ser corroído, por lo que necesita protección, éstas generalmente implican un detrimento de la adherencia.
Hormigón sin finos:
Es un hormigón que se obtiene omitiendo el árido fino de la mezcla por lo que hay una aglomeración de partículas de árido grueso. Dentro del cuerpo existen grandes poros, esto produce resistencias menores, pero debido a que estos poros son importantes no hay movimiento capilar dentro del hormigón, y por lo tanto baja penetración de ésta. La condición es que ningún árido debe ser menor a los 5 mm. Deben evitarse los áridos con aristas angulosas porque puede producirse trituración local. Este hormigón requiere muy poca compactación y solo se aplica vibración por periodos cortos, si no la pasta de cemento tiene a escaparse. No tiene problemas de segregación por lo que puede ser lanzado de alturas significantes.
Hormigón con fibras:
Está con cemento, que contiene áridos finos y gruesos y fibras discontinuas. Las fibras pueden ser naturales o artificiales que tienen como fin reforzar la masa del cemento incrementando la resistencia a la tensión ya que se retarda el crecimiento de las grietas y aumenta la dureza transmitiendo el esfuerzo a través de la sección agrietada. El refuerzo de fibras mejora la resistencia al impacto y la resistencia a la fatiga y disminuye la contracción por fraguado. Las fibras que más se utilizan son de acero, de vidrio y de polipropileno y por otro lado las de Carbono y Aramida. La longitud de la fibra debe ser mayor que el tamaño máximo de las partículas de árido. La adherencia mejora en fibras de superficie rugosa.
La orientación de la fibra también influye siendo máximo el beneficio cuando la fibra es unidireccional y paralela al esfuerzo de tracción aplicado y es de menor influencia cuando se orientan al azar en tres dimensiones. El mezclado de las fibras se realiza al final del proceso de amasado, Estos hormigones tienen menos docilidad que los hormigones tradicionales. Debe preverse una dispersión uniforme de las fibras y prevenirse una segregación o enredo de las fibras. Estos hormigones tienen mayores contenidos de cemento y de árido fino, como así también tamaños menores de árido grueso. El hormigón con fibra de acero se usa también como hormigón proyectado. Con el aumento de fibras, incrementan las propiedades mecánicas pero se perjudica la trabajabilidad. La resistencia al impacto crece respecto al hormigón normal.
Resultan muy caras, el 1% de árido de fibras de este tipo implica duplicar el costo del hormigón. Se usan para pavimentos industriales, pistas de aeropuertos, elementos prefabricados, túneles, evitando así la colocación de la malla electro soldada. Son más vulnerables a la corrosión que el hormigón armado convencional, aunque su comportamiento es muy bueno si no hay figuración. Cuando el ambiente es agresivo el hormigón tiende a fisurarse por lo que es imprescindible el uso de acero inoxidable. La fibra de vidrio debe ser resistente al ataque de los álcalis del cemento. Son muy utilizadas en paneles de Fachadas más que nada con propósitos arquitectónicos o de revestimiento. También se usa para tabiques anti fuego, muros anti ruido y como encofrados perdidos.
Hormigones con polímeros:
Estos elementos tienen alto peso molecular. Los polímeros pueden ser termoplásticos o termoestables. Los primeros cuentan con cadenas largas, lineales y paralelas que no se unen transversalmente y presentan propiedades evidentes ante cambios de Temperatura. Los termoestables tienen cadenas orientadas al azar que si se enlazan transversalmente y no muestran variación ante los cambios de temperatura. Estos materiales son químicamente inertes pero presentan el inconveniente de tener un módulo de Elasticidad bajo y un flujo plástico alto, además tienden a degradarse con el sol, agentes químicos, microorganismos, etc. Esto puede ser disminuido mediante el uso de antioxidantes y estabilizadores para reducir la oxidación y la degradación ultravioleta.
Los materiales más usados son las formulaciones con resinas acrílicas, poliéster, poliuretanos, etc. Estos hormigones tienen resistencia a tracción, compresión e impacto mayores, los módulos de elasticidad más altos u menor flujo plástico y contracción por secado. Tiene mayor resistencia a los ciclos de congelamiento y deshielo, y al ataque químico, esto se debe a que la porosidad y permeabilidad de estos hormigones son más bajas. Presentan el problema de que su coeficiente de conductividad térmica es más elevado y que las propiedades se deterioran una vez que ha sido expuesto al fuego. Este tipo de Hormigones resulta de muy alto costo, aunque puede impregnarse parcialmente algunos miembros de la estructura.
Hormigón Polímero:
Es importante cuidar que el árido que se use en este hormigón debe tener un contenido de humedad bajo y graduarse para ser trabajable. La forma de trabajarlo para el colado es similar al Hormigón común. Algunos de estos son muy volátiles pudiendo producir mezclas explosivas por lo que hay que tener cuidado y trabajar con los elementos adecuados. Generalmente se usa en reparaciones rápidas, en la fabricación de muros precolados reforzados con fibra, en bloques, tubos de pared delgada etc.
Hormigón de Cemento Portland Polímero:
Se agrega al Hormigón fresco un polímero en forma de solución acuosa que es polimerizado in situ. Se usan con un agente anti espumante para que no quede demasiado aire atrapado. Tiene mayor durabilidad y adhesión que los hormigones comunes. Tienen resistencia alta a la congelación, deshielo, abrasión y al impacto. El flujo plástico es mayor que en el hormigón común. Se usa para cubiertas para puentes, tableros, reparaciones.
Hormigón proyectado:
Son hormigones enviados a través de una manguera y proyectado neumáticamente a gran velocidad contra una superficie. La fuerza del chorro produce la compactación del material contra la superficie, y permite que el Hormigón permanezca en esa posición, incluso cuando las superficies son verticales. Se usa para secciones finas y ligeramente reforzadas como bóvedas, techos o cubiertas de túneles. Se usa para hacer reparaciones de Hormigones normales deteriorados, estabilización de taludes de roca, etc. El hormigón proyectado va adquiriendo espesor hasta 10 cm, por esto no se necesita encofrado, pero por otro lado su contenido de cemento es más elevado y los equipamientos y capacitación necesarios para realizar este tipo de trabajo son más caros que en el Hormigón común.
La consistencia del hormigón proyectado debe ser relativamente seca para que el material se sostenga en cualquier posición, y debe estar lo suficientemente húmeda para lograr la compactación sin excesivo rebote. Generalmente las partículas gruesas tienden a rebotar, esto debe ser debidamente observado para que no se produzcan acumulaciones de material de rebote en posiciones que serán incorporadas a las capas siguientes. Se recomiendan las secciones poco armadas y las capas delgadas.
Los hormigones pesados:
Se utilizan como protección contra las radiaciones producidas en las plantas en base a energía nuclear. La obtención de estos queda condicionada al empleo de áridos bajo peso específico, para lo cual se obtienen normalmente de rocas mineralizadas o bien, aunque con menor frecuencia, se recurre a áridos constituidos por granalla o trozos metálicos.
Los áridos obtenidos de deshechos metálicos presentan también algunas características de heterogeneidad, provenientes principalmente del estado de su superficie, la cual debe presentar algún grado de oxidación incipiente para favorecer la adherencia. El principal uso de los hormigones pesados ha sido de escudo protector contra las radiaciones provenientes de energía nuclear
Además son utilizados en las fundaciones de elementos de excesiva esbeltez evitando el pandeo. Se puede aprovechar en el acopio como base para materiales de mucho peso.