pág. 1 DOCUMENTOS DE ORIENTACIÓN TÉCNICA EN EDIFICACIÓN ESTRUCTURA – Materiales componentes del hormigón (Eh-1) UNIDAD CONSTRUCTIVA DESCRIPCIÓN DAÑO ZONAS AFECTADAS DAÑADAS El hormigón es el material resultante de la mezcla y amasado de cemento, áridos, agua y, en su caso, aditivos y adiciones. El hormigón como elemento estructural es muy utilizado en obras de edificación y obra civil, al presentar por un lado la posibilidad de manipulación del hormigón fresco y por otro una elevada resistencia a compresión del hormigón endurecido. Estas características permiten su colocación en diferentes formas y elementos en su estado fresco que, una vez fraguado y endurecido, proporciona altas resistencias a compresión. Los cementos deberán estar sujetos a lo previsto en el Real Decreto 1630/1992, de 29 de diciembre (modificado por el Real Decreto 1328/1995, de 28 de julio ), por el que se dictan disposiciones para la libre circulación de productos de construcción, en aplicación de la Directiva 89/106/CEE modificada por la Directiva 93/68/CE y, en su caso, a lo previsto en el Real Decreto 1313/1988, de 28 de octubre, por el que se declara obligatoria la homologación de los cementos destinados para la fabricación de hormigones y morteros para todo tipo de obras y productos prefabricados, y disposiciones que lo desarrollan. . Documento: Fig. 2: Vista general planta de hormigones Fig. 1: Suministro de arena en planta de hormigones Eh-1 OXIDACIÓN Y/O CORROSIÓN DEL PROPIO MATERIAL Y FISURACIONES EN ELEMENTO ESTRUCTURAL MATERIALES COMPONENTES DEL HORMIGÓN Estructura, compartimentaciones y acabados. Todos aquellos materiales utilizados como materia prima en la fabricación del hormigón (Cemento, agua, áridos, aditivos y adiciones). 2 - ESTRUCTURA ( E ) Fig. 3: Acopio de cemento en sacos Fig. 4: Cemento a granel en silos
pág. 2 DOCUMENTOS DE ORIENTACIÓN TÉCNICA EN EDIFICACIÓN ESTRUCTURA – Materiales componentes del hormigón (Eh-1) RECOMENDACIONES TÉCNICO-CONSTRUCTIVAS Cemento. Material de construcción compuesto por caliza y arcilla que al mezclarse con agua forma una pasta que se endurece y utiliza como aglomerante en morteros y hormigones. La elección del tipo de cemento se realizará en función de la aplicación o uso específico a que se destine, de las condiciones de puesta en obra y de la clase de exposición a la que va a estar sometido el hormigón. La clasificación de los tipos de cemento es la siguiente: • Cementos Comunes: CEM I (Cemento portland), CEM II (cemento portland con escorias, humo de sílice, puzolana, ceniza volante, etc.), CEM III (Cementos con escorias de alto horno), CEM IV (Cementos puzolánicos y CEM V (Cementos compuestos). • Cementos comunes de bajo calor de hidratación: CEM I a V-LH. • Cementos comunes resistentes a los sulfatos: CEM I A V/SR. • Cementos comunes resistentes al agua de mar: CEM I a V/MR. • Cementos especiales de muy bajo contenido de hidratación: VLH III (Cemento de escorias de horno alto), VLH IV (Cemento puzolánico) y VLH V (Cemento compuesto). El comportamiento de los cementos puede verse afectado por las condiciones de puesta en obra de los productos que los contienen, entre las que caben destacar los factores climáticos (temperatura, humedad relativa del aire y velocidad del viento), los procedimientos de ejecución del hormigón (colocado en obra, proyectado, prefabricado, etc.) y las clases de exposición ambiental. Estas condiciones y procedimientos, tienen una gran influencia en el curado y, además pueden condicionar el posterior endurecimiento del hormigón, así como pueden afectar a la durabilidad del mismo. En la tabla siguiente se recogen los cementos recomendados para su uso en la fabricación de hormigones a emplear en aplicaciones de tipo estructural (Punto A8.2.1 RC-08). APLICACIÓN CEMENTOS RECOMENDADOS Hormigón en masa. Todos los cementos comunes, excepto los tipos CEM II/A-Q, CEM II/B-Q, CEM II/A-W, CEM II/BW, CEM II/A-T, CEM II/B-T y CEM III/C. Cementos para usos especiales ESP VI-1 Hormigón armado. Todos los cementos comunes excepto los tipos CEM II/A-Q, CEM II/B-Q, CEM II/A-W, CEM II/B-W, CEM II/A-T, CEM II/B-T, CEM III/C, CEM V/B. Hormigón pretensado, incluidos los prefabricados estructurales. Cementos comunes de los tipos CEM I, CEM II/A-D, CEM II/A-V, CEM II/AP y CEM II/A-M (VP). Elementos estructurales prefabricados de h. armado. Resultan muy adecuados los cementos comunes de los tipos CEM I, CEM II/A y adecuado el cemento común tipo CEM IV/A cuando así se deduzca de un estudio experimental específico. Hormigón en masa y armado en grandes volúmenes. Resultan muy adecuados los cementos comunes CEM III/B y CEM IV/B y adecuados los cementos comunes tipo CEM II/B, CEM III/A, CEM IV/A y CEM V/A, Cementos para usos especiales ESP VI-1 Es muy recomendable la característica adicional de bajo calor de hidratación (LH) y de muy bajo calor de hidratación (VLH), según los casos. Hormigón de alta resistencia. Muy adecuados los cementos comunes tipo CEM I y adecuados los cementos comunes tipo CEM II/A-D y CEM II/A 42,5 R. El resto de cementos comunes tipo CEM II/A pueden resultar adecuados cuando así se deduzca de un estudio experimental específico. Hormigones parra reparaciones rápidas de urgencia. Los cementos comunes tipo CEM I, CEM II/AD, y el cemento de aluminato de calcio (CAC). Hormigones para desencofrado y descimbrado rápido. Los cementos comunes tipo CEM I, y CEM II. Hormigón proyectado. Los cementos comunes tipo CEM I, y CEM II/A. Hormigones con áridos potencialmente reactivos, Resultan muy adecuados los cementos comunes tipo CEM III, CEM IV, CEM V, CEM II/A-D, CEM II/B-S y CEM II/B-V, y adecuados los cementos comunes tipo CEM II/B-P y CEM II/B-M Tabla 1: Cementos recomendados para la utilización en hormigones estructurales
pág. 3 DOCUMENTOS DE ORIENTACIÓN TÉCNICA EN EDIFICACIÓN ESTRUCTURA – Materiales componentes del hormigón (Eh-1) En la tabla siguiente se recogen los cementos recomendados para su uso en la fabricación de hormigones estructurales en determinadas circunstancias de hormigonado (Punto A8.2.3 RC-08). CIRCUNSTANCIA DEL HORMIGONADO CEMENTOS RECOMENDADOS Hormigonado en tiempo frío. Los cementos comunes tipo CEM I, CEM II/A y CEM IV/A. Hormigonado en ambientes secos y sometidos al viento y, en general, en condiciones que favorecen la desecación del hormigón. Cementos comunes tipo CEM I y CEM II/A Insolación fuerte u hormigonado en tiempo caluroso. Los cementos comunes tipo CEM II, CEM III/A, CEM IV/A y CEM V/A En la tabla siguiente se recogen los cementos recomendados para la fabricación de hormigones según las clases de exposición, contempladas en la EHE-08, a las que vayan a estar sometidas: CLASE DE EXPOSICIÓN TIPO DE PROCESO (Agresividad debida a) CEMENTOS RECOMENDADOS I Ninguno Todos los recomendados, según la aplicación prevista. II Corrosión de las armaduras de origen diferente de los cloruros. CEM I, cualquier CEM II (preferentemente CEM II/A), CEM III/A, CEM IV/A. III Corrosión de las armaduras por cloruros de origen marino. Muy adecuados los cementos CEM II/S, CEM II/V (preferentemente los CEM II/BV), CEM II/P (preferentemente los CEM II/B-P), CEM II/A-D, CEM III, CEM IV (preferentemente los CEM IV/A) y CEM V/A. IV Corrosión de las armaduras por cloruros de origen no marino. Preferentemente, los CEM I y CEM II/A y, además, los mismos que para la clase de exposición III. Q Ataques al hormigón por sulfatos Los mismos que para la exposición III. Q Lixiviación del hormigón por aguas puras, ácidas, o con CO2 agresivo. Los cementos comunes de los tipos CEM II/P, CEM II/V, CEM II/A-D, CEM II/S, CEM III, CEM IV y CEM V. Q Reactividad álcali-árido. Cementos de bajo contenido en alcalinos (óxidos de sodio y de potasio) en los que (Na2 O)eq = Na2 O (%) + 0,658 K2 O (%) < 0,60. Los problemas o anomalías que pueden presentar los cementos, son, entre otros: - Falso fraguado si se produce una hidratación rápida del yeso. - A mayor contenido de cemento y/o mayor finura de molido, mayor aumento de la retracción. - Retracción por exceso calor de hidratación - Las fisuras por retracción hidráulica que surgen en el proceso de endurecimiento del hormigón se manifiestan en grupos y se cortan en ángulos rectos. Aparecen en las primeras semanas del hormigonado. - Reacciones con los áridos, ya que los álcalis del cemento pueden reaccionar con los áridos silíceos, dando compuestos expansivos. - El exceso de cal libre, al ser expansivo, puede producir fisuraciones en el hormigón. Hay que tener en cuenta que en el caso que los cementos cuenten con adiciones (cenizas volantes, escorias, puzolanas o filler calizo), definidos en el RC-08, en general, suelen aumentar la retracción, por lo que es necesario tenerlo muy presente durante el proceso del curado. Evitar dosificaciones excesivas de cemento, ya que aumentan los problemas de retracción del hormigón. En el caso de presencia de sulfatos, la utilización de cementos sulforresistentes (SR), para la clase específica Qb o Qc, como establece el articulado de la Instrucción para la recepción de cementos (RC-08). Tabla 3: Cementos recomendados según las diferentes clases de exposición Tabla 2: Cementos recomendados en determinadas circunstancias de hormigonado
pág. 4 DOCUMENTOS DE ORIENTACIÓN TÉCNICA EN EDIFICACIÓN ESTRUCTURA – Materiales componentes del hormigón (Eh-1) Agua. El agua utilizada no debe contener componentes dañinos que afecten a las propiedades del hormigón o a la protección frente a la corrosión. Todas aquellas aguas que estén sancionadas como aceptables por la práctica, en general, podrán ser utilizadas para la confección y curado de los hormigones. La EHE-08 fija las siguientes limitaciones, para el caso que no posean antecedentes de su utilización o en caso de duda, salvo justificación especial de que no alteran las propiedades exigidas al hormigón: Ensayos Limitaciones Exponente de hidrógeno pH (UNE 83952) ≥ 5 Sustancias disueltas (UNE 83957) ≤ 15 gramos por litro (15.000 p.p.m) Sulfatos, expresados en SO4 = (UNE 83956), excepto para el cemento SR en el que se eleva este límite a 5 gramos por litro (5.000 p.p.m) ≤ 1 gramos por litro (1.000 p.p.m) Ión cloro, Cl- (UNE 7178) a) Para hormigón pretensado b) Para hormigón armado u hormigón en masa que contengan armaduras para reducir la fisuración ≤ 1 gramos por litro (1.000 p.p.m) ≤ 3 gramos por litro (3.000 p.p.m) Hidratos de carbono (UNE 7132) 0 Sustancias orgánicas solubles en éter (UNE 7235) ≤ 15 gramos por litro (15.000 p.p.m) Se podrán utilizar agua del mar o salinas para el amasado o curado de hormigones en masa que no contengan armaduras, prohibiéndose expresamente el empleo de estas aguas para el amasado o curado de hormigón pretensado o armado, puesto que el exceso de iones cloro favorece la corrosión de las armaduras. Siempre que cumplan con las condiciones del artículo 27 de la EHE-08, se podrán utilizar las aguas recicladas procedentes del lavado de las cubas en la propia central de hormigonado, debiendo cumplir además que el valor de densidad del agua reciclada no supere el valor de 1,3 g/cm3 y la densidad del agua total no supere el valor de 1,1 g/cm3. La densidad del agua reciclada está directamente relacionada con el contenido de finos que aportan al hormigón. Hay que tener presente que la utilización del agua de mar reduce la resistencia del hormigón en un quince por ciento, aproximadamente, como se indica en los comentarios de la EHE-08. Normalmente suelen aparecer eflorescencias. Los problemas o anomalías que pueden presentar el agua, en la confección del hormigón, son principalmente: - El exceso de agua en el amasado disminuye considerablemente la resistencia final del hormigón. - En el caso de sustancias nocivas disueltas en el agua que produzcan corrosión química del hormigón. Áridos Los áridos son productos granulares inertes, de naturaleza orgánica, procedentes en general, de las rocas, interviniendo en la composición del hormigón. Los áridos constituyen entre el 70 y el 80% del volumen total del hormigón, siendo esenciales para determinar su resistencia, colaborando en evitar o disminuir las fisuraciones por retracción. En la fabricación de hormigones pueden emplearse áridos gruesos (grava) y áridos finos (arenas), según la norma UNE-EN 12620, rodados o procedentes de rocas machacadas, así como escorias siderúrgicas enfriadas por aire y, en general, cualquier otro tipo de árido cuya evidencia de buen comportamiento haya sido sancionado por la práctica y quede debidamente justificado. Los áridos de origen silíceo aportan buenas propiedades al hormigón. Los calizos duros (casi siempre de machaqueo) son buenos, pero algo menos duros y más alterables que los silíceos. Tabla 4: Ensayos y limitaciones al agua para su uso en hormigones, en caso de no estar aceptada por la práctica
pág. 5 DOCUMENTOS DE ORIENTACIÓN TÉCNICA EN EDIFICACIÓN ESTRUCTURA – Materiales componentes del hormigón (Eh-1) Los áridos de origen eruptivo no son recomendables, debido a la caolinización de los feldespatos. Los más usados son los granitos, sienitas y gabros, siempre que se encuentren sanos. Las escorias siderúrgicas no han de contener silicatos inestables ni compuestos ferrosos, por lo que se ha de comprobar que son estables. En el caso de áridos reciclados, se seguirá lo establecido en el anejo nº 15 de la EHE-08. Las anomalías que pueden presentar los áridos, en la confección del hormigón, son principalmente: - Los áridos que contienen compuestos de azufre, como la pirita, pirrotina o la marcasita, reaccionan con el cemento dando compuestos expansivos con gran incremento de volumen, que destruyen completamente la masa del hormigón, lo que pueden ocasionar patologías muy severas. - Los áridos gruesos con forma muy alargada producen bajas resistencias, al exigir mayor cantidad de agua. - El contenido en ión cloro (Cl-) soluble en agua de los áridos grueso y fino para hormigón, determinado según la norma UNE-EN 1744-1, no podrá exceder del 0,05 % en masa del árido, cuando se utilice en hormigón armado o en masa que contengan armaduras para reducir la fisuración, y no podrá exceder del 0,03%, cuando se utilice en hormigón pretensado (Artículo 28.7.1 de la EHE-08), ya que favorecen la corrosión de las armaduras. - Los áridos no han de presentar reactividad potencial con los compuestos alcalinos del hormigón. En la tabla 28.7.6 de la EHE-08, se recogen las principales rocas que pueden presentar reactividad álcali-árido y, dentro de cada una, los minerales sensibles a dicha reactividad en un medio alcalino. Aditivos Los aditivos son productos incorporados al conglomerante antes del amasado, en una proporción no superior al 5% del peso de cemento, para mejorar las prestaciones del hormigón, en estado fresco o endurecido, de algunas de sus características, de sus propiedades habituales o de su comportamiento. Existen varios tipos de aditivos: -Reductores de agua (Plastificante y Superplastificantes: para una mejor trabajabilidad disminuyendo el contenido de agua). - Modificadores de fraguado (Aceleradores o Retardadores: modifican el tiempo de fraguado de un hormigón). – Inclusores de aire: para mejorar su comportamiento frente a las heladas. – Multifuncionales: modifican más de una de las funciones anteriores. Las anomalías o problemas que pueden presentar los aditivos, en el hormigón, son principalmente: - La utilización de inclusores de aire (aireantes) para elementos pretensados mediante armaduras ancladas exclusivamente por adherencia, ya que pueden perjudicar la adherencia entre el hormigón y la armadura. - La utilización del cloruro de calcio como acelerante en el hormigón armado o pretensado, provoca a veces y favorece siempre, fenómenos de corrosión de las armaduras, por lo que está prohibido su uso. - Los plastificantes son los aditivos con menos problemas. Adiciones Las adiciones son materiales inorgánicos, puzolánicos o con hidraulicidad latente que, pueden ser añadidos al hormigón con el fin de mejorar sus propiedades o conferirle características especiales. La EHE08 (Artº 30) recoge únicamente la utilización de las cenizas volantes y el humo de sílice como adiciones al hormigón en el momento de su fabricación. Fig. 5: Árido grueso rodado de rio Fig. 6: Áridos finos (Arena de río) Fig. 7: Árido grueso de roca machacada
pág. 6 DOCUMENTOS DE ORIENTACIÓN TÉCNICA EN EDIFICACIÓN ESTRUCTURA – Materiales componentes del hormigón (Eh-1) Para el uso de cenizas volantes o humo de sílice como adición al hormigón, deberá emplearse un cemento tipo CEM I. Además, en el caso de cenizas volantes, el hormigón deberá presentar un nivel de garantía (Artº 81 EHE-08), como disponer de un distintivo de calidad oficialmente reconocido. En el caso de hormigones de alta resistencia, fabricados con cemento CEM I, se permite la adición simultánea de cenizas volantes y humo de sílice, siempre que el porcentaje de este último no sea superior al 10% y que el porcentaje total de adiciones (ceniza volantes y humo de sílice) no sea superior al 20% del peso del cemento. En elementos no pretensados, la cantidad máxima de cenizas volantes adicionadas no será superior al 35% del peso del cemento, mientras que la cantidad máxima de humo de sílice adicionado no exceda del 10% en peso de cemento, según el punto 37.3.2 de la EHE-08. Comprobación de la conformidad de los materiales componentes del hormigón La Dirección Facultativa, podrá disponer en cualquier momento la realización de comprobaciones o ensayos sobre los materiales que se empleen para la elaboración del hormigón que se suministra en obra. En el caso de productos que no dispongan del marcado CE, la comprobación de su conformidad, según el artº. 84 de la EHE-08, comprenderá: - a) Un control documental, - b) En su caso, un control mediante distintivo de calidad o procedimientos con garantía adicional equivalente (artº 81), y - c) En su caso, un control experimental, mediante la realización de ensayos. - Control documental Comprobación de la conformidad de los materiales componentes del hormigón (Artº 85 EHE-08) Sin Distintivo de Calidad Oficialmente Reconocido Con Distintivo de Calidad Oficialmente Reconocido MATERIA PRIMAS Cemento Disponer del marcado CE o Certificación de conformidad del Real Decreto 1313/1988. Distintivo de calidad, si disponen de él. NO SE PRECISA Agua Se podrá eximir de la realización de ensayos cuando se utilice agua potable de la red de suministro. Otros casos, ensayos con antigüedad inferior a seis meses. Áridos Disponer del marcado CE. Si son de autoconsumo: ensayo con antigüedad inferior a tres meses. Aditivos Disponer del marcado CE. Adiciones Disponer del marcado CE. CERTIFICADO DE DOSIFICACIÓN Modelo definido en el Anejo 22 de la EHE-08 NO SE PRECISA REFERENCIAS FUNDACIÓN MUSAAT IMÁGENES AUTOR Calle del Jazmín, 66. Hormigones PACENSE: Fig. 1 y 2. Alberto Moreno Cansado: Fig. 3, 4, 5, 6, 7. Alberto Moreno Cansado 28033 Madrid COLABORADOR www.fundacionmusaat.musaat.es Manuel Jesús Carretero Ayuso BIBLIOGRAFÍA y NORMATIVA . EHE-08 Instrucción de Hormigón Estructural. Comentada por los miembros de la Comisión Permanente del Hormigón Instrucción para la recepción de cementos (RC-08). Juan Pérez Valcarcel. Patología de estructuras de hormigón armado Norma UNE-EN 197-1. Norma UNE-EN 12620. Norma UNE-EN 934-2 CONTROL: I SSN: 2340-7573 D a t a : 18/4 O r d .: 13 Vo l .: E N º : Eh-1 V e r .: 1 NOTA: Los conceptos, datos y recomendaciones incluidas en este documento son de carácter orientativo y están pensados para ser ilustrativos desde el punto de vista divulgativo, fundamentados desde una perspectiva teórica, así como redactados desde la experiencia propia en procesos patológicos. del Autor Entidad colaboradora: de esta publicación, Fundación MUSAAT Nota: En este documento se incluyen textos de la normativa vigente Tabla 5: Comprobación de la conformidad de los materiales componentes del hormigón
fundacionmusaat.musaat.esRkJQdWJsaXNoZXIy MjE1NjQwNw==