2, Apuntes de Materiales y Sistemas Constructivos. Universidade da Coruña (UDC)
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Apuntes de Ingeniería Materiales de construccion Hormigon. Materiales Adsorción: cubre granos de cemento y áridos (delgada lámina fuertemente adherida)...
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Microsoft PowerPoint - 04.02-07-08_Hormigon.Materiales

UNIVERSIDADE DA CORUÑA E.T.S.I. Caminos, Canales y Puertos

Hormigón: Materiales para hormigón

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Materiales de Construcción. Ciencia y Tecnología de los Materiales

Hormigón: Materiales para hormigón.

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Hormigón: Materiales para hormigón

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1.- Agua 1.1.- Introducción 1.2.- Condicionantes

2.- Áridos 2.2.- Introducción 2.3.- Condicionantes de granulometría y forma 2.4.- Condiciones físico-químicas 2.5.- Condiciones físico-mecánicas

Materiales para hormigón. Índice

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Hormigón: Materiales para hormigón

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1- Agua. Introducción

Curado

Trabajabilidad (15-35%) AGUA

a/c  0,40 - 0,60 (sin aditivos)

Hidratación (23%) de anhidros Fabricación

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• Distribución del agua en el hormigón: – Química: reacciona con los compuestos anhidros del cemento – Zeolítica: rellena porosidades del interior de los granos – Adsorción: cubre granos de cemento y áridos (delgada lámina

fuertemente adherida) – Libre: entre los granos, satura huecos del granulado y se pierde

fácilmente.

1- Agua. Introducción

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– agua

1- Agua. Introducción

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• Condicionantes: – pH elevado: mantener

alcalinidad (12-14) – Sulfatos: aparición de

sales expansivas – Cloruros: evitar la

corrosión – Hidratos de carbono:

inhiben el fraguado – Sustancias orgánicas:

efectos retardadores – Aguas marinas:

cloruros y otras sales ¡DURABILIDAD!

1- Agua. Condicionantes

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1.- Agua 1.1.- Introducción 1.2.- Condicionantes

2.- Áridos 2.2.- Introducción 2.3.- Condicionantes de granulometría y forma 2.4.- Condiciones físico-químicas 2.5.- Condiciones físico-mecánicas

Materiales para hormigón. Índice

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2- Áridos. Introducción

– Como áridos para la fabricación de hormigones pueden emplearse arenas y gravas existentes en yacimientos naturales, rocas machacadas o escorias siderúrgicas apropiadas, así como otros productos cuyo empleo se encuentre sancionado por la práctica o resulte aconsejable como consecuencia de estudios realizados en laboratorio.

– Se prohíbe el empleo de áridos que contengan sulfuros oxidables. – Por su parte, el fabricante de hormigón, que está obligado a

emplear áridos que cumplan una serie de especificaciones.

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APTOSORIGENARIDOS NO APTOS

Lava volcánica

Arcillas, Ópalos

Pizarras

Silíceos, Calizos

Granitos, Basalos

Mármoles, Cuarcitas

SEDIMENTARIAS

METAMORFICAS

Erupción de masas fundidas enfriadas y solidificadas

Desintegración de rocas arrastradas por viento y agua

Conglomeración de rocas igneas o sedimentarias por presión, temperatura o humedad

IGNEOS

2- Áridos. Introducción

Propiedades del ÁridoAfectan las Propiedades del Hormigón Peso específico Peso propio Forma y textura Trabajabilidad

Físicas : Coeficiente de dilatación térmica

Coeficiente de dilatación térmica

Resistencia al fuego Rigidez(E) Deformaciones Mecánicas : Resistencia Resistencia

Sílice amorfa Reacción álcali-árido Químicas : Materia orgánica Tiempo de fraguado

Estado Fresco (Trabajabilidad) Estado Endurecido (Comportamiento estructural) Durabilidad (desgaste, estabilidad)

– Aptitud de los áridos según origen geológico:

– Importancia de su calidad:

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• Análisis granulométrico – El análisis granulométrico consiste en la determinación de la

distribución por tamaño de las partículas

2.- Áridos. Condicionantes de granulometría y forma

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– Granulometría óptima: • Mezcla de grava y arena para obtener curva granulométrica ideal

(aquella a la que, para la misma consistencia y misma a/c, le corresponde un consumo de cemento mínimo con la mínima segregación).

– Compacidad / trabajabilidad: • Aumento de la compacidad Aumento de la resistencia • Máxima compacidad con áridos gruesos pobres en arena • Mejora de la trabajabilidad añadiendo finos en proporción adecuada

 No existe granulometría óptima única, sino que depende de numerosos factores: fc / transporte, puesta en obra y compactación / Tipo y dimensiones del elemento …

2.- Áridos. Condicionantes de granulometría y forma

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– Compacidad: relación entre el volumen de la parte sólida y el volumen que ocupa

– Porosidad: volumen que ocupan los huecos

– Ley de compacidad: se alcanza la máxima densidad de la mezcla árido fino / árido grueso cuando la masa del fino es del 30-40% del total

2.- Áridos. Condicionantes de granulometría y forma

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– “Para una base monogranular de tamaño “d”, la máxima compacidad se alcanza con un relleno monogranular de dimensión de un dieciseisavo de “d” (d/16)

– “Al mezclar composiciones binarias, compuestas de su BASE con la cantidad correspondiente de RELLENO óptimo, se mantiene la compacidad máxima”

RELLENO

BASE

100

0

0

100

80604020

20406080 1

1,2

1,4

1,6

d

e

n

s

i

d

a

d

a

p

a

r

e

n

t

e

k

g

/

d

m

3

16 328

4 2

2.- Áridos. Condicionantes de granulometría y forma

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• Módulo de finura o granulométrico – Corresponde a un valor medio, es un índice que representa a la

granulometría por la distribución de frecuencias de tamaño, con un número.

– Se aplica sólo a las mallas que tienen la progresión geométrica de razón 2

Módulo granulométrico/finura (módulo granulométrico cuando serie americana): suma porcentajes retenidos acumulados (serie UNE) dividida por 100. MF = SUMA (%R.A.)/100

2.- Áridos. Condicionantes de granulometría y forma

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– Suma porcentajes retenidos acumulados (serie UNE) dividida por 100.

• Todas las mezclas de áridos con el mismo módulo precisan la misma cantidad de agua para fabricar hormigones de la misma consistencia y resistencia (a igualdad en la cantidad de cemento)

2.- Áridos. Condicionantes de granulometría y forma

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– La del árido fino deberá estar comprendida dentro del huso definido en la tabla y expuesto en la figura.

2.- Áridos. Condicionantes de granulometría y forma

1001009482603820Inferior (1)8270401640Superior

0,063 mm0,125 mm0,25 mm0,5 mm1 mm2 mm4 mm Material retenido acumulado, en % en peso, de los tamices

Límites

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Dosificación

2.- Áridos. Condicionantes de granulometría y forma

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• Tamaño: Suelen definirse por tamaño mínimo/máximo – Tamaño máximo: mínimo tamiz por el que pasa (acumulado) > del

90% en peso, y el total por el de abertura doble. – Tamaño mínimo: máximo tamiz por el que pasa (acumulado) < del

10% en peso. • Finos ( D < 0,063 mm)

– Limos ( 0,02mm < D < 0.06 mm) – Arcillas ( D < 0.02 mm)

• Arena: (0.063mm < D < 4 mm) – Arena gruesa: tamaños entre 2 y 4 mm – Arena fina: tamaños entre 0 y 2 mm

• Árido grueso – Bloques (300 mm < D ) – Bolón (80 mm < D < 300 mm) – Grava gruesa: (20 mm < D < 80 mm) – Grava fina: (4 mm < D < 20 mm)

2.- Áridos. Condicionantes de granulometría y forma

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2.- Áridos. Condicionantes de granulometría y forma

085 a 9995 a 100100D ≤ 4 y d = 0Árido Fino

0 a 50 a 2085 a 9998 a 100100D ≤ 11,2 o D/d ≤ 2

0 a 50 a 1590 a 9998 a 100100D > 11,2 ó D/d > 2Árido Grueso

d/2 a)dD) b)1,4 D a)2 D

– Designación: d/D – IL – N • IL: Forma de presentación: R, rodado; T, triturado (de machaqueo);

M, mezcla. • N: preferentemente, se indicará la naturaleza del árido (C, calizo;

S, silíceo; G, granito; O, ofita; B, basalto; D, dolomítico; Q, traquita; I, fonolita; V, varios; A, artificial; R, reciclado), en cuyo caso.

A1 A2 G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 HUSO INF HUSO SUP 76 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 38 100 100 95 100 100 95 100 100 100 100 100 19 100 100 0 65 10 15 10 70 65 100 100 9,5 100 100 0 0 0 5 10 50 45 100 100 4,76 100 95 0 0 0 0 0 0 0 90 100 2,38 90 75 0 0 0 0 0 0 0 65 90 1,19 80 55 0 0 0 0 0 0 0 40 75 0,59 60 35 0 0 0 0 0 0 0 25 55 0,297 40 20 0 0 0 0 0 0 0 10 30 0,149 20 10 0 0 0 0 0 0 0 5 20

TAMIZ % Pasa acumulado

Real HUSO EHE para arena % Pasa acumulado

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• El tamaño máximo del árido grueso: – viene limitado por:

• distancia horizontal entre vainas o armaduras, o entre un borde de la pieza y una vaina o armadura.

• dimensión mínima de la pieza.

• D grande: problemas de adherencia en superficie, heterogeneidad (resistencia), segregación.

• A mayor Dmax menor sup. específica menor agua para una trabajabilidad dada  mayor resistencia  usar tamaños compatibles con el elemento estructural

2.- Áridos. Condicionantes de granulometría y forma

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• Material que pasa por el tamiz 0,063: – La cantidad de finos que pasan por el tamiz 0,063 mm expresada en

porcentaje del peso total de la muestra, no excederá los valores de la tabla.

– Consecuencias de un contenido excesivo de finos (limos, arcillas,…): • Aumento en necesidad de agua por aumento en sup. específica • Intervienen en adherencia pasta - árido menor resistencia y mayor retracción

2.- Áridos. Condicionantes de granulometría y forma

• Adherencia • Mecánica: rugosidad • Epitaxia: cristales de pasta en árido Calizo > cuarzo> feldespato> arcilla

intragrano > intergrano> pasta

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- Áridos de machaqueo calizos para obras sometidas a las clases generales de exposición l, lla o llb y no sometidas a ninguna clase específica de exposición

16 %

- Áridos de machaqueo calizos para obras sometidas a las clases generales de exposición llla, lllb, lllc, IV o bien a alguna clase específica de exposición - Aridos de machaqueo no calizos para obras sometidas a las clases generales de exposición l, lla o llb y no sometidas a ninguna clase específica de exposición

10 %

- Áridos redondeados - Áridos de machaqueo no calizos para obras sometidas a las clases generales de exposición llla, lllb, lllc, lV o bien a alguna clase específica de exposición (1)

6 %

Fino

Cualquiera1,5 %Grueso

TIPO DE ARIDOS % MAX. QUE PASA POR

TAMIZ 0,063 ARIDO

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• Equivalente de arena (EAV) (altos) – EAV a 70 (general I, IIa ó IIb; específica), ≥ 75 (resto).

– Se vierte la muestra en un probeta graduada y se añade una solución floculante, que al agitar mantendrá en suspensión a las arcillas y los finos. Se deja reposar tiempo y se miden las alturas h1 y h2.

EA = H2/H1 x 100

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