Ese material llamado hormigón / editado por Noemi Graciela Maldonado, Maria Fernanda Carrasco.

CONTENIDO
CAPITULO 1: INTRODUCCION 1
1.1 Presentación del material 1
1.2 Los primeros hormigones 4
1.3 Nuevos hormigones u hormigones no tradicionales 8
1.4 El hormigón en la Argentina 9
1.5 Presente y futuro del hormigón 16
CAPITULO 2: CEMENTOS 19
2.1 Introducción 19
2.1.1 Breve historia del cemento 19
2.1.2 Definiciones 21
2.2 Composición del cemento 21
2.2.1 Composición química 21
2.2.2 Composición mineralógica 21
2.2.2.1 Determinación de la composición mineralógica 22
2.3 Fabricación de cementos 23
2.3.1 Etapas de producción del cemento 23
2.3.1.1 Etapa 1: Preparación de materias primas 24
2.3.1.1.1 Extracción de materias primas 24
2.3.1.1.2 Trituración prehomogeneización 26
2.3.1.1.3 Molienda de crudo 28
2.3.1.1.4 Homogeneización y acopio de crudo 28
2.3.1.2 Etapa 2: Producción de clínker 30
2.3.1.2.1 Precalcinación 30
2.3.1.2.2 Clinkerización 32
2.3.1.2.3 Enfriamiento 35
2.3.1.3 Etapa 3: Molienda de cemento 36
2.3.1.3.1 Molino de bolas 37
2.3.1.3.2 Molino vertical 37
2.3.1.3.3 Prensa de rodillos 38
2.3.1.3.4 Separadores 38
2.3.1.3.5 Molienda conjunta y separada 39
2.3.1.4 Etapa 4: Expedición 39
2.3.2 Sistemas de captación de polvos 40
2.4 Compuestos químicos del cemento 41
2.4.1 Silicato tricálcico 41
2.4.2 Silicato dicálcico 42
2.4.3 Aluminatos de calcio 42
2.4.4 Ferroaluminato de calcio 42
2.4.5 Constituyentes menores 43
2.5 Finura 44
2.5.1 Finura Blaine 44
2.5.2 Curva de distribución de partículas 44
2.6 Hidratación del cemento pórtland 45
2.6.1 Hidratación de los silicatos 46
2.6.1.1 Hidratación del silicato tricálcico 46
2.6.1.1.1 Modificaciones en la hidratación del C3S 47
2.6.1.2 Hidratación del silicato dicálcico 47
2.6.2 Hidratación del aluminato tricálcico 47
2.6.2.1 Importancia del contenido de yeso en las primeras edades 49
2.6.2.2 Modificaciones en la hidratación del C3A 49
2.6.3 Hidratación del ferro aluminato tetracálcico 49
2.7 Morfología de los productos de hidratación 50
2.7.1 Silicato de calcio hidratado (C-S-H) 50
2.7.2 Hidróxido de calcio (CH) 51
2.7.3 Fases AFt y Afm 51
2.8 Desarrollo de la estructura de la pasta de cemento 52
2.9 Variables que influyen en el desarrollo de la estructura de la pasta 54
2.9.1 Edad de la pasta 55
2.9.2 Composición del cemento 55
2.9.3 Finura del cemento 56
2.9.4 Razón agua/cemento 56
2.9.5 Temperatura 56
2.9.6 Efecto de los aditivos 58
2.9.7 Efecto de las adiciones minerales 59
2.9.8 Relación gel-espacio 60
2.10 Pasta de cemento hidratada 60
2.11 Propiedades de la pasta de cemento 62
2.11.1 Propiedades mecánicas 62
2.11.2 Propiedades volumétricas 63
2.11.2.1 Contracción temprana 63
2.11.2.2 Contracción autógena y autodesecación 64
2.11.2.3 Contracción por secado 65
2.12 Cementos: tipos y requisitos 66
2.12.1 Requisitos físicos 67
2.12.2 Requisitos mecánicos - categorías de resistencia 68
2.12.3 Requisitos químicos 69
2.12.4 Requisitos de las adiciones 70
2.13 Cementos de uso general: prácticas recomendadas 70
2.13.1 Cemento pórtland normal 70
2.13.2 Cemento pórtland puzolánico 71
2.13.3 Cemento pórtland con escorias 71
2.13.4 Cemento pórtland con filler calcáreo 71
2.13.5 Cemento pórtland compuesto 71
2.13.6 Cemento de alto horno 71
2.14 Cementos con propiedades especiales 72
2.14.1 Cementos de alta resistencia inicial 72
2.14.2 Cementos resistentes a los sulfatos 72
2.14.3 Cementos de bajo calor de hidratación 73
2.14.4 Cementos resistentes a la reacción álcali-agregado 74
2.14.5 Cemento pórtland blanco 74
2.14.6 Otros cementos 74
2.15 Selección y usos de los distintos tipos de cementos 74
CAPITULO 3: ADICIONES MINERALES 79
3.1 Introducción 79
3.2 Adiciones minerales activas 80
3.2.1 Clasificación 80
3.2.1.1 Físicamente activas 80
3.2.1.2 Físico-químicamente activas (no hidráulicas) 80
3.2.1.3 Físico-químicamente activas (hidráulicas/ puzolánicas) 81
3.2.1.4 Físico-químicamente activas (hidráulicas/ autopuzolánicas) 81
3.2.2 Reacciones 82
3.2.3 Descripción de las adiciones minerales activas 82
3.2.3.1 Caliza molida 82
3.2.3.2 Puzolanas naturales 83
3.2.3.3 Escoria granulada de alto horno 88
3.3 Acciones sobre el hormigón 89
CAPITULO 4: AGUAS 93
4.1 Introducción 93
4.2 Agua de mezclado 94
4.2.1 Requisitos físicos 94
4.2.1.1 Tiempos de fraguado 94
4.2.1.2 Resistencia a compresión 95
4.2.2 Requisitos químicos 95
4.2.2.1 Residuo sólido 95
4.2.2.2 Materia orgánica 96
4.2.2.3 pH 96
4.2.2.4 Sulfatos 96
4.2.2.5 Cloruros 96
4.2.2.6 Hierro 97
4.2.2.7 Carbonatos, bicarbonato s y otras sales inorgánicas 97
4.2.3 Agua de mar 97
4.3 Agua de curado 98
4.4 Aguas de contacto 98
4.5 Control de calidad del agua 100
4.6 Agua de lavado 100
4.7 Agua reciclada 101
CAPITULO 5: AGREGADOS 103
5.1 Generalidades 103
5.2 Definición y clasificación de los agregados para hormigones 103
5.2.1 Definiciones 103
5.2.2 Clasificación de los agregados 104
5.2.2.1 Clasificación por tamaño 104
5.2.2.2 Clasificación por peso 104
5.2.2.3 Clasificación por masa específica (densidad relativa) 105
5.2.2.4 Clasificación por el método de obtención o por su naturaleza 105
5.2.2.5 Clasificación por su composición mineralógica 105
5.2.2.6 Agregados marginales 106
5.3 Influencia del tipo de roca y agregado en las propiedades del hormigón 107
5.4 Muestreo de agregados para determinar sus características 110
5.5 Propiedades de los agregados 111
5.5.1 Estructura de los agregados 112
5.5.2 Estados de humedad 113
5.5.2.1 Absorción y humedad superficial 113
5.5.3 Propiedades de los agregados del Grupo A 114
5.5.3.1 Densidad de los agregados 114
5.5.3.2 Densidad del agregado grueso 115
5.5.3.3 Densidad del agregado fino 115
5.5.3.4 Densidad a granel o peso unitario o peso de la unidad de volumen (PUV) 116
5.5.3.5 Esponjamiento del agregado fino 117
5.5.3.6 Contenido de vacíos y factor de empaquetamiento granular 118
5.5.3.7 Resistencia a compresión, a trituración, abrasión v módulo de elasticidad 118
5.5.3.7.1 Resistencia a la tracción y compresión de núcleos de rocas 120
5.5.3.7.2 Módulo de elasticidad 121
5.5.3.7.3 Dureza y desgaste 122
5.5.3.7.4 Coherencia, compacidad y tenacidad de las rocas 123
5.5.3.8 Durabilidad de los agregados 124
5.5.3.8.1 Sanidad 125
5.5.3.8.2 Humedecimiento v secado 125
5.5.3.8.3 Congelamiento v deshielo 126
5.5.3.8.4 Presencia de sustancias deletéreas 127
5.5.3.8.5 Reacción álcali-sílice 130
5.5.3.8.6 Reacción álcali-carbonato 134
5.5.3.8.7 Estabilidad de rocas basálticas 135
5.5.3.9 Propiedades térmicas 136
5.5.4 Propiedades de los agregados del Grupo B 136
5.5.4.1 Forma y textura superficial 136
5.5.4.2 Granulometría 140
5.5.4.2.1 Definición 140
5.5.4.2.2 Tamices de ensayo 140
5.5.4.2.3 Módulo de finura 141
5.5.4.2.4 Curvas granulométricas especificadas 141
5.5.4.2.5 Tamaño máximo nominal de los agregados gruesos (TMA) 143
5.5.4.2.6 Consumo de pasta de cemento 143
5.5.4.2.7 Segregación 143
5.5.4.2.8 Granulometrías continuas 144
5.5.4.2.9 Granulometrías discontinuas 144
5.5.4.3 Partículas menores a 75 micrones (polvo) 145
5.5.4.4 Superficie específica de un material granular 146
5.6 Especificaciones de calidad de los agregados 146
5.7 Agregados livianos 147
5.7.1 Métodos de producción de agregados livianos 149
5.8 Agregados pesados 149
5.9 Agregados reciclados 149
5.9.1 Reciclado de hormigones 151
5.9.2 Propiedades de los agregados gruesos reciclados (AGR) 152
5.9.2.1 Granulometría y contenido de polvo 153
5.9.2.2 Forma y textura superficial 153
5.9.2.3 Densidad y absorción 153
5.9.2.4 Dureza 154
5.9.2.5 Reacción álcali-agregado 154
5.9.3 Normativas y recomendaciones para agregados reciclados 155
CAPITULO 6: ADITIVOS QUIMICOS 163
6.1 Introducción: aditivos y la supremacía y versatilidad del hormigón 163
6.2 Definición 165
6.3 Reseña histórica 166
6.4 ¿Por qué utilizar aditivos? 167
6.5 Características básicas y requisitos generales de los aditivos 168
6.6 Terminología y clasificación 169
6.7 Aditivos reductores de agua de amasado 171
6.7.1 Principio de acción 171
6.7.2 Acciones secundarias 172
6.7.3 Fluidificantes 172
6.7.4 Superfluidificantes 173
6.7.5 Reductores de agua de última generación: los hiperfluidificantes 176
6.8 Aditivos modificadores del fraguado y la resistencia inicial 176
6.8.1 Aceleradores 178
6.8.2 Retardadores 178
6.8.3 Aditivos para hormigón proyectado 179
6.9 Aditivos incorporadores de aire 180
6.9.1 Principales bases químicas de los incorporadores de aire 180
6.9.2 Breve historia de los incorporadores de aire 181
6.9.3 Efectos del aire incorporado en el hormigón fresco 181
6.9.4 Efectos del aire incorporado en el hormigón endurecido 181
6.9.5 Calidad del aire incorporado 182
6.9.5.1 Ensayos para evaluar el contenido de aire 183
6.9.6 Dosis del aditivo incorporador de aire 184
6.9.7 Combinación de incorporador de aire con otros aditivos 184
6.10 Otros aditivos 184
6.11 Funciones de los aditivos 185
6.12 Usos y aplicaciones 186
6.12.1 Plastificantes 186
6.12.2 Superplastificantes 187
6.12.3 Hiperplastificantes 187
6.12.4 Retardadores de fraguado 187
6.12.5 Aceleradores 187
6.12.6 Incorporadores de aire 188
6.13 Aspectos a tener en cuenta para el empleo de los aditivos 189
CAPITULO 7: DISEÑO Y DOSIFICACION DEL HORMIGON 191
7.1 Introducción 191
7.2. Métodos de dosificación 191
7.2.1 Antecedentes históricos nacionales 191
7.2.2 Clasificación de los métodos de dosificación 193
7.2.3 Bases de los métodos de dosificación 194
7.2.3.1 Trabajabilidad 196
7.2.3.2 Resistencia mecánica 196
7.2.3.3 Durabilidad 197
7.2.3.4 Costo 198
7.2.4 Método del Instituto del Cemento Pórtland Argentino 199
7.2.5 Método del American Concrete Institute 202
7.2.6 Método del Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) 209
7.2.7 Otras modalidades de proporcionamiento de mezclas 212
CAPITULO 8: HORMIGON EN ESTADO FRESCO 215
8.1 Introducción 215
8.1.1 Definición 215
8.1.2 Propiedades del hormigón fresco 216
8.2 Duración del estado fresco 217
8.2.1 Conceptos iniciales 217
8.2.2 Factores que influyen en la duración del estado fresco 218
8.2.3 Medición de la duración del estado fresco 218
8.2.3.1 Generalidades 218
8.2.3.2 Método de resistencia a la penetración 220
8.3 Trabajabilidad 221
8.3.1 Definición de trabajabilidad 221
8.3.2 Consistencia de la mezcla fresca 223
8.3.3 Estudio de la consistencia 224
8.3.3.1 Conceptos generales 224
8.3.3.2 Estudio teórico de la reología 224
8.3.4 Grados de consistencia 228
8.3.4.1 Definiciones 228
8.3.4.2 Tablas de grados de consistencia 229
8.3.5 Factores que influyen en la consistencia del hormigón fresco 229
8.3.5.1 Introducción 229
8.3.5.2 Granulometría de los agregados 230
8.3.5.3 Tamaño máximo del agregado 231
8.3.5.4 Cantidad absoluta de agua 231
8.3.5.5 Consistencia propia de la pasta cementicia 232
8.3.5.6 Cantidades relativas entre pasta y agregados 232
8.3.5.7 Inclusión intencional de aire 232
8.3.5.8 Aditivos de acción específica 233
8.3.5.9 Temperatura del hormigón fresco 233
8.3.5.10 Tiempo transcurrido desde el mezclado 233
8.4 Ensayos para evaluar la trabajabilidad 233
8.4.1 Conceptos generales sobre los ensayos 233
8.4.2 Clasificación general de los ensayos de consistencia 234
8.4.2.1 Clasificación general y fundamentos 234
8.4.2.2 Ensayo de asentamiento de Abrams 235
8.4.2.3 Ensayo de remoldeo VeBe 236
8.4.2.4 Ensayo de extendido o de la Mesa de Graf 238
8.4.2.5 Ensayo de extendido con el cono de Abrams 238
8.4.3 Campo de utilización de los ensayos de consistencia 240
8.4.4 Correlaciones y resultados típicos de los ensayos de consistencia 241
8.5 Cohesión 241
8.5.1 Introducción 241
8.5.2 Uniformidad del hormigón fresco 243
8.5.3 Fenómeno de pérdida de homogeneidad 244
8.6 Segregación 245
8.6.1 Fenómeno físico 245
8.6.2 Factores que influyen en la segregación del hormigón 247
8.6.2.1 Introducción 247
8.6.3 Evaluación de la segregación del hormigón 248
8.6.3.1 Generalidades 248
8.6.3.2 Ensayo de vibración de Popovics 248
8.6.3.3 Ensayo de la columna de segregación estática 249
8.6.3.4 Examen cualitativo por ensayos de consistencia 250
8.7 Exudación 251
8.7.1 Fenómeno físico 251
8.7.2 Exudación del hormigón fresco 254
8.7.3 Factores que influyen en la exudación 255
8.7.4 Evaluación de la exudación 256
8.7.4.1 Generalidades 256
8.7.4.2 Ensayo de exudación directo en hormigón 257
8.7.4.3 Evaluación cualitativa por ensayos de consistencia 258
CAPITULO 9: PRODUCCION, TRANSPORTE Y COLOCACION DEL HORMIGON 261
9.1 Introducción 261
9.2 Acopio de materiales 262
9.2.1 Acopio de agregados 262
9.2.1.1 Almacenamiento en estrella 262
9.2.1.2 Sistemas de carga con distribuidor 264
9.2.1.3 Sistema de carga con distribuidor rotativo 264
9.2.1.4 Sistema de carga con desplazamiento radial 264
9.2.1.5 Sistema de carga con cinta distribuidora 265
9.2.1.6 Almacenamiento en silos cerrados 265
9.2.2 Acopio de cemento 266
9.2.3 Acopio de aditivos 267
9.2.4 Acopio o provisión de agua 268
9.3 Dosificación y mezclado 268
9.3.1 Hormigón elaborado en planta dosificadora o mezcladora 268
9.3.1.1 Planta dosificadora 269
9.3.1.2 Planta mezcladora 270
9.3.1.3 Tiempo de mezclado 271
9.3.2 Reutilización de residuos en plantas de hormigón 272
9.4 Transporte 273
9.4.1 Transporte a obra 273
9.4.1.1 Transporte en motohormigonera 274
9.4.1.2 Transporte en vehículos sin agitación 274
9.4.2 Transporte del hormigón en obra 274
9.5 Colocación, compactación y curado 277
9.5.1 Colocación 277
9.5.2 Compactación 279
9.5.2.1 Compactación manual 279
9.5.2.2 Compactación mecánica 281
9.5.2.2.1 Vibrador de inmersión 281
9.5.2.2.2 Vibrado externo 283
9.5.2.2.3 Mesa vibratoria 284
9.5.2.2.4 Vibrado superficial 285
9.5.2.2.5 Compactación a rodillo 285
9.5.3 Curado 286
9.5.3.1 Métodos y materiales de curado 287
9.5.3.1.1 Encharcamiento e inmersión 288
9.5.3.1.2 Rociado o aspersión 288
9.5.3.1.3 Coberturas húmedas 289
9.5.3.1.4 Papel impermeable 290
9.5.3.1.5 Hojas de plástico 290
9.5.3.1.6 Compuestos de curado formadores de película 291
9.5.3.1.7 Curado por humedad interna 292
9.5.3.1.8 Encofrados dejados en su lugar 293
9.5.3.1.9 Curado a vapor 293
9.5.3.1.10 Mantas o cubiertas aislantes 294
9.5.3.1.11 Curado eléctrico, con aceite, microondas y rayos infrarrojos 294
9.5.3.2 Tiempo y temperatura de curado 294
9.6 Efectos de las condiciones climáticas en la colocación 295
9.6.1 Hormigonado en tiempo frío 296
9.6.2 Hormigonado en tiempo caluroso 297
CAPITULO 10: HORMIGON ENDURECIDO 303
10.1 Introducción 303
10.2 Mecanismos de falla y comportamiento del hormigón 304
10.2.1 Estructura del hormigón 304
10.2.2 Mecanismos de falla 305
10.2.2.1 Comportamiento en tracción 306
10.2.2.2 Comportamiento en compresión 307
10.2.2.3 Comportamiento bajo solicitaciones multiaxiales 310
10.3 Resistencia y composición del hormigón 311
10.3.1 Estructura y porosidad. Razón agua/cemento 311
10.3.2 Contenido de aire 312
10.3.3 Tipo de cemento 313
10.3.4 Tiempo, temperatura y humedad 313
10.3.5 Tipo y tamaño de agregado 315
10.3.6 Efecto del tipo de solicitación y las metodologías de ensayo 315
10.3.6.1 El ensayo de compresión 315
10.3.6.2 Evaluación de la resistencia a tracción 318
10.3.6.3 Otras evaluaciones sobre el hormigón endurecido 321
10.4 Deformabilidad del hormigón 322
10.4.1 Deformaciones instantáneas bajo carga 322
10.4.1.1 Factores que modifican el módulo de elasticidad 323
10.4.2 Extensibilidad 324
10.4.3 Deformaciones diferidas: Contracción y fluencia 325
10.5 Durabilidad: Efectos del medio ambiente sobre el hormigón 328
10.5.1 Ataques físicos 329
10.5.1.1 Procesos de congelamiento y acción de bajas temperaturas 329
10.5.1.2 Resistencia al fuego y acción de altas temperaturas 332
10.5.1.3 Abrasión y erosión 333
10.5.1.3.1 Resistencia del hormigón a la abrasión 334
10.5.2 Ataques químicos 335
10.5.2.1 Lixiviación de los compuestos cálcicos 337
10.5.2.2 Ataque ácido por cambio iónico 337
10.5.2.3 Ataque de sulfatos 338
10.5.2.3.1 Ataque externo de sulfatos 338
10.5.2.3.2 Ataque interno de sulfatos 341
10.5.2.3.3 Ataque en agua de mar 341
10.5.3 Reacciones deletéreas internas 342
10.5.3.1 Expansión por hidratación tardía de CaO y/o MgO 342
10.5.3.2 Reacción álcali-agregado 343
10.5.3.3 Basaltos contaminados con arcillas 343
10.5.4 Corrosión de armaduras 343
10.6 Control de calidad del hormigón endurecido 347
10.6.1 Control de la conformidad con la resistencia especificada 347
10.6.2 Control de la resistencia efectiva 350
10.6.3 Juzgamiento de la resistencia para valorar el grado de endurecimiento del hormigón 352
10.6.4 Evaluación de diferentes propiedades del hormigón por métodos semi-destructivos y no destructivos 352
10.6.4.1 Detección magnética de armaduras 352
10.6.4.2 Esclerometría 353
10.6.4.3 Ultrasonido 355
10.6.4.4 Otros ensayos no destructivos 356
10.6.5 Determinación de otras propiedades del hormigón endurecido 357