Hormigon, Manuel Fernandez Canovas CAP 1 PDF

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Capitulo del libro de Hormigon de Canovas...

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HORMIGÓN Adaptado a la Instrucció n de Recepción de C y a la Instrucció n de Hormigó n Estructural E

Octava Edición, Octubre 2007. © COLEGIO DE INGENIEROS DE CAMINOS, C A N A L E S Y PUERTOS Reservados los derechos para todos los países. Ninguna parte de esta publicación, incluid o el diseñ o de cubierta, puede ser reproducida, almacenada o transmitida de ninguna forma, ni por ningú n medio, sea este electrónico, químico, mecánico, electro-óptico, grabació n fotocopia o cualquier otro, sin previa autorizació n escrita d e la Editorial. Impreso en España Printed in Spain ISBN: 978-380-0364-0 Depósito Legal: M-39703-2007

COLEGIO DE INGENIEROS DE CAMINOS , C ANAL E S Y PUERTOS Servicio de Publicaciones - Colección Escuelas imprime: GRÁFICAS COUCHÉ , S.L.- Cerámica , 64 - 28038 Madrid

PR O L O G O

Durante el ejercicio de nuestra profesión, tanto como en la asistencia técnica y en la docencia, puede deci material que es el Hormigón le hemos dedicado una gr actividad. Nuestros primeros trabajos sobre este material s serie de publicaciones "Cartillas técnicas del hormigón " qu Instituto Eduardo Torroja tuvieron una gran acogida; eran uno maestros de obra y otros escalones intermedios de la constru gran satisfacción por nuestra parte, aparecía n en cualquier mayor rango. El continuo contacto con la realidad construc asistencia técnica prestada desde el Torroja hizo que el hormi nuestras inquietudes y que iniciásemo s nuestros pri investigación tratando de mejorarlo y de eliminar las lacras qu impregnación mediante polímeros, la incorporación a su refuerzo con fibras, etc., han sido técnicas que hemos emple conseguir hormigones má s acordes con nuestros tiempos. Dentro del grupo de "Special Concretes" Internationale de la Precontrainte (FÍP), así como del de "Re Euro-International du Betón (CEB), hemos trabajado tratand conseguir hormigones avanzados; y en el segundo, de combat

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A nadie que construya una obra de ingenierí a civ lh i ó l i l á i

IV

Durante todos los años que hemos dedicado a echado en falta un texto completo sobre este material; de los hemos encontrado excesivamente reducidos para los cono poseer un ingeniero, otros, quizá , incompletos y algunos al carencia de un libro , que no sól o sirviese para la enseñanz a sin una fuente de consulta, nos ha movid o a escribir este texto que amplitud que hubiésemos deseado, lo hemos considerado suf panorámica completa de lo que es el material Hormigón. El libro lo hemos dividido en doce capítu ordenación que hemos considerado la más lógica dentro de estudio de este material. El capítulo primero lo hemos dedicado al pa hormigón y en él se contempla su historia y evolución a tra llegar al hormigó n actual con sus ventajas y sus limitaciones, la forma en que se pueden eliminar o disminuir la importancia El capítulo segundo se ha dedicado al estudio componente fundamental del hormigón . Por la importancia comportamiento de los hormigones se ha dedicado especial at desempeñan los componentes principales y secundarios del mi En el capítulo tercero se contempla al agua como necesario para la hidratació n del cemento y el curado del hormi El capítulo cuarto lo hemos dedicado a los árido poseen un peso específico importante sobre las propiedades del estudian las características de los áridos así como su granulome

El capítulo octavo contempla los procesos de fabr puesta en obra del hormigó n y en él se recogen los sistemas en obra y de consolidación, así como las precauciones a t condiciones climáticas adversas, etc. El capítulo noveno está dedicado a l curado d proceso indispensable para conseguir un material de calid curados a temperatura normal y los curados acelerados. El capítulo décimo lo hemos dedicado al estudi físicas del hormigón endurecido y a él le hemos prestado una a la importancia que tiene para el técnico el conocimiento de las m El capítulo undécimo se dedica al estudio de hormigón y su comportamiento frente a las acciones tanto químico. Por la importancia que tiene desde el punto de vista capítulo se ha considerado conveniente incluir el estudio d hormigón. El capítulo duodécimo lo hemos dedicado a los h por el creciente interés y aplicació n que está n encontrando es obras Los hormigones ligeros los pesados los refractarios

vi

PRÓLOGO A LA OCTAV A EDICIÓN

No hace mucho indicábamos como en Europa, y f España, se estaba viviendo una época de cambios important unificación de características y mejora de la calida d de los m con vistas a su introducción y competencia dentro del l comunidad europea, que cada vez se va haciendo más amp materiales y productos se incluyen los de construcción, hormigón y sus componentes. Por otra parte, las normas eu van aumentando en númer o y sustituyendo a muchas n ocurrido con algunos materiales componentes del hormigón aditivos, etc., e incluso con el propio hormigón , como, por ot de otra forma dado que a él hacen referencia determinados Eur Muchos de los productos de construcción ya están o marcado CE para su comercializació n que los acredita com normas armonizadas correspondientes, y adicionalmente y con muchos de ellos poseen u n Certificado CC emitido por Org autorizados conforme al Real Decreto 2200/1995, con el que s productos cumplen con las especificaciones que obliga aplicables. En el caso del hormigó n el Certificado N de A producto cumple con las especificaciones obligatorias de la Ins son aplicables y con la norma U N E 83001. En nuestro país se está realizando en estos últimos a encaminado a la mejora de los materiales de construcció hormigón en particular, mejora a la que hay que uni r la apues que tanto esfuerzo se est á dedicando por parte de la Admi profesionales, universidades, organismos gestores de sellos y m

resistente mucho más alta que hace unos años, de áridos de u aditivos muy eficaces, etc., que nos permiten conseguir h ejemplo, 25 N / m m con mucho menor consumo de cemento hace unos veinte años. Estos hormigones al poder tener un co bajo poseen una reserva alcalina mu y reducida con lo cua l el 2

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de armaduras es elevado. Por otro lado, al tener menos cem pasta y son menos dóciles, lo que puede llevar a caer en la t más agua de la debida con lo que estamos dando luga r a un aumentar la permeabilidad del hormigó n frente a agentes ag decir, vemos que hormigones de una misma resistencia pue durables o no durables. Afortunadamente hoy la "Instruc estructura] (EHE) " exige unos contenidos mínimo s de cemen agua/cemento máximas de acuerdo con la clase de exposi desarrollar su misión el hormigón. La Instrucción EHE cimenta todo su contenido sobre de la construcción de estructuras de hormigón armado y p decirse que desde la aparición de la primera EHE en 199 influido de forma muy positiva en la mejora de nuestras e recordar que todos los aspectos que se recogen en la EHE resistencia y la durabilidad del hormigó n son mu y impor olvidar que son de obligado cumplimiento. Cuando nos propusimos escribir un libro sobre hormi que la evolución de este material iba a ser tan rápid a y c determinado tiempo tendríamos que hacer una nueva edi — ".'aciones y eliminando las partes que quedaban obsoleta hormigón en estos últimos cuarenta años ha sido muy impor de los cambios experimentados en el cemento, en la aparición como el humo de sílice, las fibras, etc., el perfeccionamiento de l tífi bá i d l d lh i ó )

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aunque estas revisiones supongan un gran esfuerzo de todo tipo, siempre hemos tenido in mente que u n libro técnico debe ser u n "libr o vivo" , u n libro actual, y continuamente adaptado a la realidad, en nuestro caso a la realidad del hormigón. Hacer un libro viv o de hormigón era nuestra meta y sigue siéndolo. Mi agradecimiento a los alumnos y profesionales (arquitectos, ingenieros, constructores, etc.), por la acogida que han dado a las ediciones anteriores y muy especialmente a todos aquellos que me ha n ayudado con sus inestimables comentarios y sugerencias.

Madrid, Octubre 2007

ÍNDICE

ÍNDICE

CAPÍTULO 1: P A S A D O Y PRESENTE DE L HORMIGÓ N 1.1

Introducció n

1.2

Bibliografía

CAPÍTULO 2: C E M E NT O S 2.1

Introducció n

2.2

Historia del cemento portland

2.3

Composició n del cemento portland

24

2.3.1

Materias primas

2.3.2

Componentes principales del clinker portland

2.3.3

Componentes secundarios

2.3.4

Módulos del cemento portland

2.3.5

Adiciones 2.3.5.1

Puzolanas naturales

2.3.5.2

Cenizas volantes

2.3.5.3

Hum o de sílice

2.3.5.4

Escorias de horno alto

2.3.5.5

Calizas

2.3.5.6

Fílleres

Fabricación del cemento portland

X

2.9

Expansió n de los cementos portland

2.10

Retracció n v entumecimiento del cemento

2.11

Resistencia de los cementos

2.12 Tipos de cementos 2.12.1 Cementos puzolánico s 2.12.2 Cementos con escorias de horno alto 2.12.3 Cementos blancos 2.12.4 Cementos de bajo calor de hidratació n 2.12.5 Cementos portland resistentes a los sulfatos y a 2.12.6 Cemento de aluminato de calcio 2.12.7 Cementos sin retracció n 2.13

Clasificación de los cementos 2.13.1 Cementos españoles 2.13.2 Cementos americanos

2.14

Bibliografía

CAPÍTULO 3: AGUA 3.1

Introducció n

3.2

Agu a de amasado

3.3

Agu a de curado

3.4

Agu a para el lavado de áridos

3.5

Bibliografía

ÍNDICE

4.3.5

Entumecimiento

4.3.6

Resistencias mecánica s

4.3.7

Dureza

4.3.8

Forma

4.3.9

Textura superficial

4.3.10

Adherencia de la pasta al árid o

4.3.11

Sustancias perjudiciales 4.3.11.1 Impurezas orgánica s 4.3.11.2 Arcillas y partícula s finas 4.3.11.3 Otras partícula s indeseables

4.4

43

4.3.12

Inestabilidad de los árido s

4.3.13

Reacción álcalis-árid o

4.3.14

Propiedades térmica s

Estudio granulométric o de los árido s 4.4.1

Análisis granulométric o

4.4.2

Curvas granulométrica s

4.4.3

Granulóme trías continuas y discontinuas

4.4.4

Tamañ o máxim o del árid o

4.4.5

Módul o granulométric o

4.4.6

Ajustes granulométrico s

4.4.7

Granulometrí a óptimas

Bibliografía

XII

5.3.5 Manejabilímetr o L.C. L 5.4

Homogeneida d

5.5

Bibliografía

CAPÍTULO 6: ADITIVOS 6.1

Introducció n

6.2

Clasificación

6.3

Plastificantes

6.4

Superplastificantes 6.4.1 Hormigones

fluidos

6.4.2 Hormigones de resistencias mejoradas 6.5

Inclusores de aire

6.6

Modificadores de fraguado y endurecimiento 6.6.1 Inhibidores 6.6.2 Retardadores 6.6.3 Aceleradores o acelerantes

6.7

Hidrófugos de masa

6.8

Generadores de gas

6.9

Generadores de espuma

6.10

Colorantes

6.11

Bibliografía

CAPÍTULO 7: DOSIFICACIÓN DE HORMIGONES

ÍNDICE

7.5.1

Métod o A.C.Í. para hormigó n convencional

7.5.2 Métod o A.C.I . para hormigones secos 7.5.3 Métod o de La Peñ a 7.6

Bibliografía

CAPÍTULO 8: FABRICACIÓN, TRANSPORTE Y PUESTA E OBRA DE HORMIGÓ N 5.1

Introducció n

8.2

Fabricación del hormigó n 8.2.1

Amasado del hormigó n

8.2.2 Centrales de hormigonado 83

Transporte del hormigón 8.3.1 Transporte intermitente 8.3.2 Transporte continuo 8.3.2.1

8.4

Bombeo del hormigó n

Puesta en obra del hormigó n 8.4.1 Precauciones a tomar en la puesta en obra del hor 8.4.2 Hormigonado bajo el agua 8.4.3

8.5

Hormigonado por "inyección"

Consolidació n del hormigó n 8.5.1

Vibrado del hormigó n 8.5.1.1

Técnica de la vibració n

8512

Tip o de vibradores

XIV

8.7.1 Hormigonad o en tiempo frío 8.7.1.1

Precauciones a tomar en el proyecto del

8.7.1.2

Precauciones a tomar en el amasado, tr puesta en obra

8.7.1.3

Precauciones a tomar con el hormigó n en obra

8.7.2

Hormigonad o en tiempo caluroso 8.7.2.1

Precauciones a tomar en el proyecto del

8.7.2.2

Precauciones en el amasado, transporte en obra

8.7.2.3

Precauciones a tomar con el hormigó n en obra

8.8

Bibliografía

CAPÍTULO 9 : CURAD O Y PROTECCIÓN DE L HORMIG 9.1

Introducció n

9.2

Eda d ficticia y grado de madurez

9.3

Curado del hormigó n 9.3.1 Influencia del curado en la durabilida d del horm 9.3.2 Tipos de curado 9.3.2.1

Curado ordinario

9322

C

d

l

d

ÍNDICE

10.5

Resistencia a compresió n 10.5.1

Probetas

10.5.2

Factores que influyen en la resistencia 10.5.2.1 Influencia de los materiales 10.5.2.2 Influencia de la relación agua/cemento 10.5.2.3

Influencia del tamañ o máxim o del árid o

10.5.2.4 Influencia de la forma, dimensiones de probetas y de la ejecución del ensayo 10.5.2.5 Influencia de la edad del hormigó n

10.6

7 10.8

10.5.3

Probetas testigo

10.5.4

Determinació n "in si tu" de la resistencia a compre

10.5.5

Resistencia característica del hormigó n

Resistencia a tracció n 10.6.1

Ensavo de tracció n indirecta

10.6.2

Ensayo a flexotracción

10.6.3

Deformació n del hormigó n traccionado

Permeabilidad Retracción y entumecimiento 10.8.1

10 8 2

Retracción 10.8.1.1

Retracción plástica

10.8.1.2

Retracción de secado

10.8.1.3

Retracción por carbonatació n

Entumecimiento

XV/

CAPÍTULO 11: DURABILIDAD 11.1

Introducció n

11.2

Clases específica s de exposició n ambiental

11.3

Acciones

físicas

11.3.1 Acció n de los ciclos hielo-deshielo 11.3.2

Abrasió n del hormigó n

11.3.3 Acció n del fuego sobre el hormigó n 11.4

Ataques químico s 11.4.1 Proceso de ataque 11.4.2 Ataque por ácidos 11.4.3 Ataque por aguas puras 11.4.4 Ataque por sales orgánicas, e inorgánicas y otr 11.4.5 Ataque por sulfatos 11.4.6

Reacción alcalí-áridos

11.4.7 Ataque por álcalis 11.5 Corrosió n del acero en el hormigó n armado 11.6

Fisuració n del hormigó n 11.6.1 Fisuras debidas a retracció n plástica e hidrául 11.6.2 Fisuras debidas a retracció n térmica 11.6.3 Fisuras debidas a la acción directa de cargas

11.7

Bibliografía

CAPÍTULO 12: HORMIGONES ESPECIALES

ÍNDICE

12.2.4.2

Hormigones espumados

12.3 Hormigones pesados 12.3.1

Efecto de protecció n

12.3.2

Áridos pesados

12.3.3

Dosificación, fabricación y puesta en obra

12.4 Hormigones refractarios 12.4.1

Comportamiento de la pasta de cemento a altas t

12.4.2

Comportamiento de los árido s a altas temperatu

12.4.3

Composició n granulométrica

12.4.4

Dosificación, puesta en obra y curado

12.4.5

Refractarios reforzados con fibras de acero

12.5 Hormigones reforzados con fibras 12.5.1

Tipos de fibras empleadas con el hormigó n

12.5.2

Hormigones con fibras metálica s

. 12.5.3 12.5.4

12.5.2.1

Dosificación, amasado y puesta en obr

12.5.2.2

Mecanismo de refuerzo

12.5.2.3

Propiedades

12.5.2.4

Aplicaciones

Hormigones con fibras de polipropileno Hormigones con fibras de vidri o

12.6 Hormigones impregnados con polímeros 12.6.1

Técnica de la impregnació n y polimerizació n

12.6.2

Características de los hormigones impregnados c

XV///

12.10.1.2 Fabricación, puesta en obra y conso 12.10.1.3 Propiedades 12.10.2 Aplicaciones a pavimentos 12.10.2.1 Materiales 12.10.2.2 Fabricación, puesta en obra y conso 12.10.2.3 Propiedades 12.11 Hormigó n y mortero proyectado 12.11.1

Métodos de proyecció n

12.11.2 Rebote 12.113 Aplicaciones 12.12 Hormigones de alta resistencia 12.12.1 Materiales 12.12.2 Dosificación 12.123 Propiedades 12.12.4 Aplicaciones 12.13 Hormigones autocompactantes 12.13.1 Materiales y composició n 12.13.2

Evaluación de la docilida d de la mezcla

12.13.3 Fabricación, transporte, puesta en obra y cur 12.13.4 Propiedades 12.13.5 Aplicaciones 12.14 Bibliografía

ÍNDICE

XIX

133.2

1333

Control de la resistencia

631

133.2.1 Ensayos previos del hormigó n

631

13.3.2.2 Ensayos característico s del hormigó n

632

13.3.2.3 Ensayos de control del hormigó n

633

13.3.2.4 Ensayos de informació n complementaria

641

Control de las especificaciones de durabilida d del hormigón

13.4

Bibliografía

642 645

INDICE DE NOMBRES PROPIOS

647

APÉNDICE: NORMAS DE CEMENTO Y HORMIGÓN

651

NOMENCLATOR

NOMENCLATOR

ACI

American Concrete Institute.

ACHE

Asociación Científico-técnica del Hormigón

AENOR

Asociación Español a d e Normalización.

A1BN

Azobisisobutironitrilo.

ANE F H O P

Asociación Naciona l Española d e Fabricantes Preparado.

AST M

American Standard Testing Materials.

BS

British Standards.

CEB

Comité Euro-International du Betón.

CEE

Comunida d Económica Europea.

CEN

Comité Europeo de Normalización.

DIN

Deutsche Norm.

HL

Hormigón de limpieza.

HLE

Hormigó n ligero estructural

EN

Norma Europea.

EFIE

Instrucció n de Hormigó n Estructural Españo

FIP

Federation Internationale de la Precontrainte

GRC

Glass Reinforced Concrete.

HAR

Hormigó n d e alta resistencia.

XX//

RILEM

HORMIGÓN