AGLOMERADOS 7

METALES 98

MADERAS 139

VIDRIOS 171

PINTURAS 183

PLÁSTICOS 202

1. Morteros

2. Hormigones

3. Hormigones livianos

1. Características tecnológicas

   1. Ventajas

      1. Bajas densidades

      2. Aislación térmica

      3. Resistencia al fuego

      4. Trabajabilidad

      5. Propiedades mecánicas

   2. Desventajas

      1. De diseño

      2. Constructivas

      3. Para el usuario

4. Elaboración

5. Acción de agentes externos

6. Aglomerantes pétreos artificiales

Morteros

1. Generalidades

Se denomina mortero al conjunto constituido esencial­mente por un aglomerante, un agregado fino y agua, la que en general puede cumplir dos funciones:

• Principal: cuando constituye una estructura de por si, por ejemplo, cuando de lo utiliza en la ejecución un revoque, al que consideramos una estructura integrada por una o mas capas que se aplican sobre los paramentos de los muros, con el objeto de mejorar o modificar las condiciones superficiales.

• Complementaria: Cuando no constituye una estructura de por si, sino que se asocia a otros elementos para integrarla. Es el caso del Mortero de asiento de los mampuestos, a los que vincula entre si creando con ellos una estructura: la mampostería. Del mismo modo cumple funciones complementarias, cuando se lo utiliza como adhesivo para la fijación de mosaicos, azulejos y todo tipo de pétreos en función de revestimiento.

Los aglomerantes que intervienen en la confección de los morteros son las ya estudiadas cales aéreas, las cales hidráulicas, los distintos tipos de cementos y las diversas variedades de yesos.

Las cales Aéreas se utilizan de aglomerantes de morteros para la ejecución de revoques, dado que el desarrollo superficial de ésta estructura le permite tomar amplio contacto con el aire.

Las cales Hidráulicas se utilizan en aquellos casos en que las cales aéreas no pueden desarrollar su función aglomerante debido a la dificultad o imposibilidad de situarse en contacto con el aire, circunstancia que hace necesario el uso de un aglomerante de características hidráulicas.

Un caso típico del empleo de la cal hidráulica como aglome­rante de un mortero, se da en la mampostería en razón de que el espesor de los muros no permite el acceso al aire.

Los cementos se emplean preferentemente cuando se necesitan morteros de elevada resistencia o eminentemente hidráulicas, utilizándose por lo general el cemento Portland común, quedando reservado el uso de los cementos de alta resistencia inicial, para aquellos casos que sea una exigencia la obtención de resistencias altas en plazos muy breves.

En lo que se refiere al yeso por ser el único aglomerante que no experimenta contracciones de fragüe, sino que por el contrarío dicho proceso va acompañado de un aumento de volumen, se lo emplea sin más adición que agua. Por tal motivo, y en atención a la defini­ción de morteros que implica necesariamente la presencia de un agre­gado fino, no correspondería en este caso la definición de mortero, sino la de pasta. No obstante ello, es costumbre generalizada desig­narlo mortero de yeso.

1. Calidad del agua

El agua a utilizarse en la preparación de un mortero debe ser limpia, preferentemente agua potable como el que se suministra a la población, y desprovista de impurezas se puede obtener de pozos, ríos, etc.

Cuando es forzoso utilizar agua no potable, es aconsejable so­meterla a un doble análisis:

• Químico, a fin de establecer la causa de la no potabilidad.

• Mecánico, para determinar en que medida afecta a la resis­tencia la causa que provoca la no potabilidad.

Las impurezas no son siempre necesariamente perjudiciales, pues lo importante no es su sola presencia, sino el grado de concen­tración. En general no basta, uno solo de los análisis mencionados, no basta el químico, porque según como se presenten las sustancias, son o no perjudiciales. Tampoco basta el ensayo mecánico, porque hay impu­rezas que actúan después de algún tiempo.

2. Temperatura del agua

La temperatura del agua de amasado influye sobre el endurecimiento, activándolo al aumentar y retardándolo al disminuir.

Para el cemento Portland común, se considera normal la tempe­ratura entre 18° y 22°C. Cuando la temperatura excede de 30°C, el fra­güe se acelera rápidamente, mientras que por debajo de los 10°C se retarda hasta llegar a paralizarse alrededor de los 5°C.

Las heladas resultan peligrosas durante el fragüe, pues al congelarse el agua, cuando todavía la masa no ha adquirido resistencia, se produce un aumento de volumen que fractura los cristales en formación perdiendo toda consistencia.

Cuando hiela, de no suspender el trabajo, es necesario añadir al agua productos químicos que hagan descender su punto de congela­ción, como por ejemplo el cloruro de calcio.

3. Cantidad de Agua

Tratándose de aglomerantes hidráulicos, hemos dicho que el agua cumple funciones de plastificante y de reactivo. Si consideramos que el agua actúa sólo como reactivo, la cantidad a incorporar sería solamente la necesaria para que se produzcan las reacciones químicas, que para el cemento representa un 20% del peso del mismo; pero en estas condiciones obtendríamos una masa lo suficientemente plástica para el uso a que está destinada. Este incremento de la cantidad de agua, debe sin embargo limitarse, pues con su aumento decrece la resistencia.

Si bien se comprende la importancia de la dosificación, del agua al no tener este una función eminentemente resistente, como acontece en los hormigones que estudiaremos más adelante no resulta de suma gravedad la determinación imprecisa de dicha dosificación, como es determinar un porcentaje con respecto a la suma de volúmenes aparentes de todos los componentes sólidos de los morteros.

En general para trabajos comunes, el porcentaje que se ha hecho referencia toma valores que oscilan alrededor del 15%.

2. Designación

Los morteros están integrados en todos los casos, por lo menos por un aglomerante, pero en algunas circunstancias se emplean dos tipos de aglomerantes, recibiendo el primero la designación de aglomerante principal, quedando para el segundo la designación de aglomerante secundario. A su vez, la presencia de polvo de ladrillos como hidraulizante de morteros aéreos o débilmente hidráulicos, determina la denominación de mortero mixto

En definitiva, las letras utilizadas en las siglas para designar los distintos tipos de morteros, como así sus significados, son las siguientes:

M designación de mortero, se coloca siempre en primer término.

A cal aérea como aglomerante principal.

H cal hidráulica como aglomerante principal.

C cemento como aglomerante principal.

Y yeso como aglomerante principal.

M mixto; indica la presencia de polvo de ladrillo como hidraulizante.

R reforzado; indica la presencia de cemento como aglomerante secundario.

A atenuado; indica, la presencia de cal aérea como plastificante o como retardadora de fragüe.

I impermeable; indica la presencia de hidrófugos e impermeabilizantes.

Las letras que se han caracterizado dan origen a las siguientes siglas utilizadas para edificar los distintos .tipos de morteros, a saber:

MA – MAM – MAR – MAMR – MH – MHM – MC – MCI – MCA – MY – MYA

3. Dosificación

La composición cuantitativa de un mortero, puede expresarse con tres criterios diferentes, a saber:

1. Por volumen

La ventaja de este método es su facilidad de ejecución en cambio presenta como inconveniente la falta de regularidad que se advierte en la composición del mor­tero, debido a que según el grado de compactamiento del cemento para un mismo volumen aparente puede corresponder un volumen real muy diferente. Lo mismo ocurre con la arena a la que se le une en este caso el contenido de humedad, que provoca dentro de ciertos límites, una variación de su volumen.

2. Por peso

A efectos de corregir los inconvenientes del método ante­rior se recurre a la dosificación por peso. El método consiste simplemente en pesar todos los materiales que integran el mortero, con lo que se consigue una absoluta regularidad en la composición del mismo. El inconveniente máximo que presenta este método es el de tener que disponer de una balanza para efectuar el pesaje, circunstancia que hace más costoso no solo por la instalación de la bascula, sino tam­bién porque las operaciones requieren mayor cantidad de horas/hombres. El método es poco usual en obras comunes y su utilización queda lici­tadas las obras de mucha importancia, y especialmente a la confección de hormigones.

3. Mixta

Este método presenta la virtud de aprovechar las ventajas señaladas en los métodos anteriores, y eliminarse además sus inconvenientes. Consiste en dosificar por peso a los aglomerantes que son los que pueden incurrir en los mayores errores, quedando reservado la medición por volumen para los agregados.

El empleo de este método es de amplia difusión, e incluso se extiende a la dosificación de los hormigones de obras hasta mediana importancia. En obras mayores, según se ha expresado se recurre a la dosificación por peso.

4. Rendimiento

Sea por ejemplo en MCA, de dosificación, por volumen 1: 1/4: 3. No es posible determinar el volumen resultante del mortero en base a las cifras de la dosificación, desde el momen­to que se trata de volúmenes aparentes en cuyos valores se hallan incluidos los espacios vacíos. Esta circunstancia los hace no sumables, debido a que los aglomerantes ocuparan espacios vacíos por la arena, vale decir, que el volumen obtenido al mezclar los materiales en seco menor que 4,25 que es la suma de aquellas cifras.

El rendimiento volumétrico de un mortero, puede determinarse mediante dos métodos:

1. Experimental

Consiste en realizar la mezcla de los integrantes de un mortero, medir luego el volumen obtenido y relacio­narlo con los volúmenes utilizados de cada elemento.

Este método es exacto pero engorroso, razón por la cual se recurre con preferencia al método analítico, que se denomina corrientemente "método de los coeficientes de aporte".

2. Analítico

El coeficiente de aporte da el valor que presenta en materia sólida, la incorporación de cada uno de los materiales, vale decir descontados en volumen de los espacios vacíos, lo que permite obtener valores que ahora sí son sumables.

El coeficiente de aporte se calcula por la relación entre el volumen real y el aparente de un material, que como se recordará, recibía la denominación de compacidad, cuyo valor está dado por la expresión C = Vr / Va; de la cual es posible despejar Vr = Va . C

A efectos de poder calcular los coeficientes de aporte que correspondan, y dado que no es sencillo llegar al conocimiento del Vr de un material, como lo exige la aplicación de la fórmula antes mencionada, nos valemos de otra expresión que nos permite conocer el valor de la compacidad en función de los pesos específicos real y aparente de los materiales, que por estar tabulados no ofrece difi­cultad.

Para cálculos rápidos podemos utilizar los siguientes valores de los coeficientes de aportes

Con el objeto de completar la comprensión del punto, vamos a efectuar el cálculo del rendimiento del MCA, 1: 1/4 : 3 con una can­tidad de agua igual al 15% con respecto a la suma de los volúmenes aparentes de los integrantes como datos necesarios para calcular los coeficientes de aporte de los materiales, aplicando la fórmula: C = Pea / Per

Solución: El primer paso consiste en calcular los coeficientes de aporte

• Cálculo de los coeficientes de aporte: C = PEa / Per

Cemento Cal aérea Arena

• Cálculo de la cantidad de agua

(Suma de los volúmenes aparentes dados en la dosificación)

1 + 1/4 + 3 = 4,25m³

15% de 4,25m³ = 0,15 x 4,25m³ = 0 ,637m³ = 637 litros

• Cálculo del rendimiento (volumen real)

Este paso consiste en determinar el rendimiento, que es sinó­nimo de volumen real, de cada material (valores que son sumables), y cuya suma dará el rendimiento del mortero. Como se trata de obtener el volumen real, se utiliza la fórmula de compacidad en función de Vr y Va:

Agua Vr – Va C = 0,637 Rendimiento del Mortero (volumen real) 2,987m³

Como puede apreciarse en el ejemplo, para una dosificación cuyo suma de volúmenes aparentes es de 4,25m³, en virtud de la acomodación de las partículas se ha obtenido un rendimiento (volumen real) de solo 2,987m³, incluyendo la dosificación del agua.

El próximoa paso es calcular las cantidades de material necesarias para obtener 1m³ de mortero, lo que luego permite obtener de inmediato las cantidades que se requieren para la preparación de cualquier volumen mayor.

• Cálculo de los materiales necesarios para 1m³ de mortero, Cemento – Cal aérea – arena y agua

  Si para obtener 2,987m³ hemos usado 1m³ de cemento Para obtener 1m³ necesitaríamos x m³ de cemento De donde x = 1m³ x 1m³ = 0,334m³ 2,987m³

• Cantidad en peso de los aglomerantes: P = Va .Pra = 0,334m³ x 1000kg/m³

5. Propiedades

Cada tipo distinto de trabajo a realizar, y en donde intervengan morteros, exige determinadas características de las mezclas que son necesarias tener en consideración para su correcta especificación. En algunos casos, serán la resistencia mecánica y la adherencia con los elementos a unir; las propiedades fundamentales requeridas para que el mortero cumpla con eficacia su función. Otras veces serán la trabajabilidad o la impermeabilidad; los factores primordiales: habrá casos en que interese en modo especial la resistencia que los morteros puedan oponer a la acción agresiva de agentes exteriores; será por consiguiente imprescindible el conocimiento de las propiedades destacadas de los morteros a las que haremos referencia a continuación:

1. Docilidad

Esta propiedad es la facilidad con que un mortero puede extenderse o colocarse en su sitio. La docilidad de un mortero está en relación directa con su poder de retención de agua, lo que a su vez depende del tipo de aglo­merante utilizado. Cabe destacar que las mezclas elaboradas con cal aérea, especialmente se utilizaba cal en pasta, resultaban mas plásticas, circunstancia que otorga mayor docilidad o trabajabilidad al mortero, a la par de mayor adherencia en virtud de su característica untuosidad.

No sucede lo mismo con los morteros de cal hidráulica, en los que su menor poder de retención de agua permite que esta sea absorbida con mayor velocidad debido a la higroscopicidad de los ladrillos, con lo que resulta una mezcla, de menor plasticidad y por lo tanto de menor docilidad.

Además, la falta de untuosidad desmejora su poder de adherencia con los mampuestos, sobre todo si el tenor de humedad de los ladrillos no es el más adecuado, en cuyo caso el mortero no se adhiere, restando monolitismo a las paredes.

2. Adherencia

Esta propiedad que ya fue mencionada en el punto anterior, es la que hace posible la fijación o anclaje del mortero en la superficie de los elementos pétreos a unir, con lo que se obtiene la unidad de la mampostería.

La buena adherencia entre el mortero y el ladrillo, debe ser ayudada impidiendo o al menos reduciendo la absorción del agua del amasado por parte del mampuesto que se logra con un moderado humedecimiento del ladrillo antes de ser colocado.

3. Constancia de volumen

Los morteros no mantienen constante su volumen. Los cambios dimensionales se producen por distintas razones, a saber:

1. Compactación

Producida por el peso propio de las hila­das de ladrillos superiores y por la presión que el operario ejerce sobre el ladrillo para su colocación.

En este caso la compactación se produce mientras la mezcla se mantiene plástica. La magnitud de esta compactación depende de la ca­pacidad de retención de agua del mortero. Cuanto mayor sea esa capacidad, menor será la compactación que producirá el endurecimiento rápido del mortero colocado entre dos ladrillos, hace difícil un buen contacto entre éstos y el mortero, por ejemplo: un mortero demasiado rígido no refluye en las juntas por más que se presionen o golpeen los mampuestos.

2. Contracción de fragüe

En este caso, el cambio de volumen se produce en todas direcciones y tiene lugar una sola vez, ocurriendo en el transcurso de todo el proceso de fragües hasta su terminación. Esta contracción de fragüe no daña a la liga entre mortero y ladrillo. Pueden tener un efecto perjudicial solo excepcionalmente, si la velo­cidad de fragüe fuera excesivamente grande, en cuyo caso podría llegar a despegarse del mampuesto.

3. Expansión y contracción

Fenómeno que se produce al variar las condiciones de humedad del mortero. Este cambio de volumen tiene lugar posteriormente al fragüe de la mezcla, y está vinculado a la po­sibilidad de humedecido y secado alternados del mortero.

Los grandes cambios de volumen son característicos de morteros densos, en cambio son mínimos para morteros de cal aérea, aumentando a medida que esta se sustituye por cemento.

Cuando el contacto entre mortero y ladrillo no es total (menos del 90%) hay tendencia a la destrucción de la mezcla si es de un tipo que cambie mucho de volumen después del fragüe. Los morteros con grandes variaciones de volumen por humedecimiento y secado, son de mala adherencia y favorecen la destrucción del muro por despegue, formándose un "bizcocho" de mezcla dentro de la mampostería

4. Elasticidad

Es la propiedad que define la máxima deformación lineal que un mortero fraguado puede experimentar antes de su fractura, y se expresa en porcentaje de la longitud. No varía mucho en morteros de diferente composición, siempre que las proporciones entre aglomerantes no varíen. Ensayos realizados con distintos morteros han dado una extensibilidad del 0,02% al 0,03%. Si la contracción o expansión del mortero es superior a su coeficiente de extensibilidad, habrá fisuras en el mortero si la adherencia es mala. Estas fallas se evitan elaborando morteros con abundante proporción de cal.

5. Eflorescencias

Todos los materiales de construcción contienen de sustancias solubles en agua, que pueden aparecer en el paramento de un muro por simples saturaciones con agua y secados sucesivos. Estos ocasionan la aparición de manchas, o formación de pequeños cris­tales sobre la superficie de los revoques, que se conocen, con el nombre de eflorescencias.

Desde el punto de vista de las eflorescencias, se comportan mejor los morteros elaborados con cal, en los cuales difícilmente se observan, sobre todo si se ha utilizado cal aérea

6. Resistencia

Un muro debe ser resistente, pero esto no implica necesaria­mente que el mortero tenga esta propiedad como primera condición. Ya se ha dicho que la resistencia de un muro lo dará fundamentalmente la adherencia entre mortero y mampuestos. Para obtener un muro resis­tente, es importante lograr una adecuada combinación de ambas propie­dades: resistencia y adherencia, y no insistir en el empleo de morteros muy resistentes a base de cemento, por cuanto estos tienen más posibi­lidad de agrietarse y despegarse por contracción. Se recurrirá a ellos cuando exista una exigencia bien definida de alta resistencia.

Se han realizado experiencias que permiten afirmar que muros de ladrillos con morteros de cemento poseen la misma resistencia que empleando morteros con 15% de cal en sustitución de cemento, pues con morteros así elaborados se obtiene mejor adherencia que con los prime­ros.

2. HORMIGONES

   1. Generalidades

El hormigón es un mortero al que se le adiciona un agregado grueso. El elemento activo, cemento y agua, envuelve los granos menores del árido, constituyendo un mortero que a su vez envuelve a los granos gruesos del árido llenando los espacios vacíos que entre estos existen, en síntesis, lo que diferencia a un mortero de un hormigón es solamente la dimensión de los granos de los agrega­dos inertes que intervienen en la mezcla.

Las funciones que generalmente cumple un hormigón, pueden con­cretarse en:

1. Resistente

Cuando solo o conjuntamente con barras de acero, en cuyo caso se denomina HORMIGON ARMADO, constituye estructuras en las que la finalidad fundamental es la de soportar y transmitir cargas. Vayan como ejemplo: columnas, vigas, losas, etc.

2. De relleno

Cuando se lo utiliza por su volumen a efectos de modificar niveles o simple­mente regularizarlos, cumpliendo de tal modo la función de relleno.

3. De aislamiento

Como elemento corrector de las condiciones de confort de los espacios arquitectónicos, regulando las ganancias o pérdidas de calor, en cuyo caso su función relevante sería la de aislamiento térmico.

En cualquiera de los tres casos comentados, el hormigón constituye de por si una estructura.

2. Componentes

Cemento es el aglomerante de uso preferencial cuando se requieren hormigones cuya función a cumplir sea específicamente la de resistir. En estos casos, el cemento Portland común es el usual siendo adecuada su sustitución por el de alta resistencia inicial (ARI), cuando existe urgencia en que el hormigón adquiera su resistencia de servicio.

La cal hidráulica es utilizada para confeccionar aquellos hormigones en que no es fundamental la resistencia, siendo en tal caso su función la de simple relleno en lo que se refiere a la cal aérea, solo tiene cabida en los hormigones en cumplimiento de una función plastificante, ya que su presencia disminuye la fricción Interna entre los granos de los agregados, otorgándole a la masa una mayor mo­vilidad que conduce a evitar la incorporación de agua en exceso.

3. Designación

El criterio es similar al utilizado en la designación de mor­teros ya estudiada, la inicial H, colocada siempre en primer término determina que se está en la presencia de un hormigón.

Las iniciales C – H – R – A (atenuado), tienen el mismo signi­ficado que el comentado para los morteros. En cambio cuando aparecen en la sigla de un hormigón la letra P, inicial de "pobre", queda señalada la inclusión de cascotes de ladrillos en función de agregado grueso. De acuerdo a lo que se acaba de decir se tendrá:

HC – HCP – HCA – HH – HHP – HHRP

4. Rendimiento

Para obtener hormigones de docilidad adecuarla y de buena resistencia, se utilizan porcentajes de agua que oscilan entre el 6 y el 10% de la suma de los pesos de todos los materiales integrantes.

Sea entonces nuestro problema determinar mediante el método analítico o de los coeficientes de aporte, el rendimiento de un HC 1:2:4 de consistencia plástica, para lo cual la cantidad de agua será del 8% calculado en función de la suma de los pesos de los compo­nentes. Datos del Problema:

• Cálculo de la cantidad de agua: Pea = P/ Va ; P = Pea . Va

Cantidad de agua: 8% de 10200 __________ 816kg _______________ 816 lts

• Cálculo de los coeficientes de aporte C = Pea / Per

  Para el cemento 1400 / 3100 Para la Arena Para la Piedra Para el Agua

  = 0,45 = 0,60 = 0,50 = 1,00

• Cálculo del rendimiento o volumen real

C = Vr / Va entonces Vr = C x Va

Por lo tanto: Rendimiento del HC 1:2:4 con 8% de agua = 4,466m³

Resuelto ya el problema se advierte que resulta de mucha utilidad el conocimiento de las cantidades necesarias de cada material para obtener 1m³ de hormigón, ya que este dato permite llegar a sa­ber mediante una simple multiplicación, la cantidad de materiales que se requieren para cualquier volumen de hormigón.

• Cálculo de los materiales necesarios para obtener 1m³ de hormigón se realiza aplicando una regla de 3 simple como se viera en el ejemplo estudiado en morteros o con un procedimiento más simple aun que consiste en dividir cada uno de los volúmenes aparentes dados en la dosificación, por un número igual al obtenido como resultado del rendimiento, es decir:

Cemento 1m³ / 4.466 = 0,227m³

Arena 2m³/ 4.466 = 0,454m³

Piedra 4m³ / 4.466 = 0,908m³

Agua 0.816m³/ 4.466 = 0,187m³

• Cálculo de la cantidad en peso de los aglomerantes:

P = Va . Pea = 0,277m³ x 1400Kg/m³

No es necesario destacar la importancia que tiene en la calidad de un compuesto, la de cada uno de los elementos componentes.

Ya se ha analizado con anterioridad, las condiciones de calidad que debe exigirse para los agregados, entre los que hemos incluido el agua de amasado. Respecto de la resistencia del hormigón depende funda­mentalmente de la cantidad de cemento. El efecto que en tal sentido pro­duce esa variable, puede observarse con mucha claridad.

En cuanto se refiere a la calidad del cemento es obvio destacar que la misma influye notablemente en la resistencia a la compresión del hormigón.

5. Cantidad de agua – Relación agua / cemento

Es bien conocido el efecto desfavorable que un exceso de agua de amasado produce en la resistencia de un hormigón. Las experimenta­ciones de Abrams le permitieron afirmar este hecho y enunciar su fa­mosa ley en los siguientes términos: "La resistencia de un hormigón constituido por áridos que reúnan las debidas condiciones y cuyos gra­nos estén dosificados de manera que al amasarlos con agua produzcan una masa que tenga cohesión y la manejabilidad necesaria para su em­pleo en obra, dependerá de la relación por cociente entre los pesos del agua y cemento empleados, siendo aquella tanto mayor cuanto menor sea esta relación agua / cemento."

Es decir, que de varios hormigones que tengan igual composición y dosificación de cemento, será más resistente el que tenga una consistencia más seca. El único límite que tiene esta ley es la cantidad del agua del amasado sea tal que, además de permitir la debida hidratación del cemento, confiera a la masa la adecuada consistencia y docilidad para permitir su utilización en obra.

Esta circunstancia fue tenida en cuenta por Abrams al enunciar su ley, puesto que en ella se refiere únicamente a hormigones que tengan la cohesión y manejabilidad necesarias para su empleo en obra.

Es necesario tener muy en cuenta que el agua que entra en la composición de un hormigón no es solamente la que se añade, sino que también tiene influencia la humedad de los áridos, de modo que es precisamente la cantidad total de agua la que hay que considerar en la rela­ción agua / cemento, que denominaremos A/C.

También es menester tener en cuenta que el término arriba mencionado A de la relación A/C, representa el peso del agua que queda incorporado al hormigón después de asentado y no es peso del agua del amasado, pues es evidente que, según sea el modo de puesta en obra, este ultimo valor podrá ser más o menos elevado.

Además de las pérdidas de agua de amasado por el asentamiento habrá buena parte que escapa por los intersticios que dejan entre sí los elementos del encofrado de los ensayos realizados.

La máxima resistencia a la comprensión de hormigón es con 6% de agua, y es del orden de los 300Kg/cm², mientras que con el 12% resiste apenas 89Kg/cm², vale decir, menos de la tercera parte.

6. Granulométrica y cantidad de agua

La composición granulométrica y la naturaleza del árido empleado en un hormigón obra de modo importante, aunque indirecto, sobre resistencia de un hormigón puesto que modifica la cantidad de agua necesaria para obtener una consistencia y manejabilidad determinadas, vale decir que influye en la relación Agua Cemento.

Cuando el mezclado se realiza mecánicamente, el tiempo que debe insumirse en el mismo no debe ser inferior a los dos minutos.

7. Edad

Se sabe que el endurecimiento del hormigón es un proceso paulatino que aumenta con el tiempo, entonces es lógico suponer que la resistencia del hormigón crecerá con la edad del mismo.

Para un determinado hormigón, la resistencia aumenta rápidamente en los primeros tiempos.

En valores absolutos los incrementos son elevados hasta los días, para luego disminuir hasta hacerse prácticamente nulos después de los 180 días. Pasado este lapso la resistencia, aunque teóricamente crece, prácticamente se mantendrá constante.

Esto ha permitido, como consecuencia de innumerables experiencias realizadas predecir la resistencia de un hormigón a una determinada edad en base al resultado obtenido a una edad fija, por ejemplo los 28 días.

8. Influencia de la temperatura del cemento

La fabricación de los cementos consiste, en última instancia, en la mezcla homogénea y en la molienda en partículas muy finas (pulverización) de diversos componentes que, fundamentalmente, son:

Las dos operaciones se realizan con un único tratamiento mecánico: la molienda. La molienda se efectúa en un cilindro metálico rotativo parcialmente lleno de bolas mecánicas.

La molienda se realiza con muy bajo rendimiento; tan solo del 5% al 10% de la energía de la energía consumida se emplea en vencer la cohesión entre partículas para producir su separación hasta obtener el polvo de gran superficie específica que en el cemento. El resto (90% – 95%) de esa energía se transforma en calor.

De este modo, la temperatura del cemento, al finalizar la molienda, es aproximadamente de 90°C.

En los grandes silos cementeros, proyectados para ofrecer una capacidad máxima ocupando el mínimo espacio, el cemento no puede enfriarse rápidamente a través de la reducida superficie de intercambie térmico con el medio ambiente exterior. Además, el anillo de la periferia del cemento, material pulverulento relativamente aislante, retarda el enfriamiento del material, almacenado en el centro del silo. Es así que el cemento puede mantener su temperatura durante un largo período, principalmente durante el verano.

En el despacho a granel, que suele ser el más corriente, el cemento descargado del silo pasa a un camión cisterna, el que a su vez lo descarga en un silo de obrador. Si el tiempo de transporte es corto, el descenso de temperatura no será notable.

En cambio, cuando el cemento se despacha en bolsas, diversos factores contribuyen a la disminución de la temperatura, como ser el tiempo de embolsado, el aumento de la superficie en contacto con la atmósfera durante el embolsado y el almacenamiento de las bolsas en fábricas.

El cemento despachado a granel, durante el verano, puede alcanzar temperaturas de 70 – 90°C.

Todo aporte calorífico de uno u otro de los materiales constituyentes del hormigón, influirá, forzosamente, sobre la temperatura de este último

En invierno el aporte de las calorías será beneficioso, en cambios en verano podría temerse que el cemento caliente aumente exageradamente la temperatura del hormigón fresco. En efecto, la gran diferencia de temperatura entre el cemento y los otros constituyentes del hormigón, puede conducir a una sobreestimación del aporte real de calorías por parte del cemento.

La influencia real de cada material depende de su calor específico, de su masa y su temperatura. En base a estudios y ensayos se deduce que:

• La utilización del cemento a 90°C en lugar de 50°C, aumenta la temperatura de la mezcla, tanto como la utilización de agregados a 27,5°C en lugar de 20°C

• La temperatura del agua utilizada es la que tiene mayor influencia sobre la temperatura del hormigón fresco.

No puede atribuirse al cemento caliente, un aumento considerable de la temperatura del hormigón fresco.

Se supone que los agregados gruesos y finos tienen las mismas temperaturas. Las consecuencias del aumento de la temperatura del hormigón fresco son:

Disminución del tiempo del fraguado por la activación del proceso de hidratación, debido a la elevación de la temperatura, y consecuentemente reducción del tiempo disponible para la colocación en obra

Aceleración del endurecimiento que sigue al fraguado y aumento de temperatura del material que endurece, por acción del calor de hidratación dando lugar a movimientos térmicos, que a veces, traen inconvenientes.

En superficies no protegidas, el desecamiento rápido debido a la elevación de temperaturas puede ocasionar figuración plástica por retracción

Debe destacarse que los fenómenos mencionados tienen su origen en la temperatura del hormigón, que no siempre está relacionada con la del el momento de su despacho.

Ensayos efectuados en Francia y Alemania, indican que la temperatura elevada del hormigón, por sí sola, carece de influencia sobre las características del hormigón, como ser: fraguado, retracción (fisuración) y resistencias mecánicas.

Emplear agregados del interior de la pila, por extracción en túnel.

Regar los agregados gruesos y la arena; la evaporación del agua es un buen medio de enfriamiento. De proceder así, debe considerarse el contenido del agua de los agregados al dosificar el agua de la mezcla.

Emplear agua tan fría corno sea posible. Las aguas estancadas o de circulación lenta suelen calentarse fuertemente durante el verano. Por el contrario, el agua distribuida, es naturalmente fresca, así como aquellas extraídas de napas profundas (10m. ó más).

En caso de fuerza mayor deberá disponerse de un equipo frigorífico para bajar la temperatura del agua hasta cerca de 5°C. Asegurar que los aditivos incorporados no sean aceleradores del fragüe y/o endurecimiento, ni aún por efectos secundarios.

3. Hormigones livianos

1. Generalidades

La denominación de "Hormigones Livianos" cubre toda una gama de materiales de construcción de muy variadas características, cuya principal propiedad es su reducido peso específico, y que solo tienen de común (en lo que atañe a su composición) el empleo de cemento Portland en su elaboración.

Desde el punto de vista de sus elementos componentes algunos de estos materiales no son, en realidad, hormigones, si se reserva esta denominación a los productos constituidos por cemento, agregados gruesos y agregados finos de origen mineral.

Los Hormigones livianos aprovechan esencialmente la elevada resistencia que ofrece el aire confinado en pequeñas celdas al paso del calor.

En términos generales los hormigones livianos pueden ser considerados como el resultado de la tendencia generalizada a obtener el material de construcción que, con las características de los hormigones tradicionales, reúna en grado apreciable cualidades de liviandad, capacidad aislante y economía.

1. Clasificación

1. Por densidad y aplicación

2. Por localización de los vacíos

1. Por densidad y aplicación

• De relleno: Corresponden a densidades entre 300 y 1000kg/m³. Son buenos aislantes térmicos pero no son portantes dada su baja resistencia.

• Portante y aislante: Corresponden a densidades entre 1000 y 1400kg/m³. Se utilizan para tabiques y muros portantes.

• Estructural: Corresponden a densidad entre 1400 y 1800kg/m³. Pueden ser armados y precomprimidos. No son buenos aislantes pero tienen un reducido peso propio.

2. Por localización de los vacíos

1. Celulares

Estos se obtienen formando celdas por incorporación de aire en el seno de la masa de hormigón fresco.

Este tipo de hormigón se compone de aglutinante principal, agregado fino y agregado grueso constituido por las celdas generadas.

1. Gaseosos

Este hormigón se obtiene introduciendo gas a la masa, dicha producción de gas y el fraguado deben ser simultáneos, debido que si el fraguado termina y continúa la producción de gas hay peligro de destrucción, y si en cambio la producción del gas fue rápida y termina antes que el fraguado las burbujas se reunirán en otras de mayor tamaño, mal distribuidas, corriendo el peligro de destrucción o pérdida de resistencia,

La incorporación del gas se logra mezclando dos productos químicos susceptibles de reaccionar mutuamente y provocar gas en presencia de agua de mezclado, por ejemplo: Ácido clorhídrico y bicarbonato de sodio, obteniéndose gas carbónico, Cloruro de cal y agua oxigenada, y obtiene oxígeno.

Otra posibilidad es incorporar a la mezcla un producto suscep­tible de reaccionar con el cemento en presencia del agua, por ejemplo:

Polvos Metálicos (aluminio – zinc – calcio – bario) Sales (carbonatos – bicarbonatos)

La última variante es incorporar un producto susceptible que provoca un desprendimiento de gas bajo efecto del calor de hidratación del cemento, por ejemplo:

Este último procedimiento no ha sido aún convenientemente experimentado y sólo se lo cita a título informativo.

2. De espuma

Se incorpora un producto por agitación, es susceptible de generar una espuma con abundantes burbujas de aire o se prepara la espuma con anterioridad y es agregado a la mezcla, por ejemplo:

Elaboración de H° Celulares

Estos se producen por mezclado e influye directamente sobre la resistencia y la densidad. Esta elaboración, por requerir gran cantidad de agua durante el amasado sufre retracciones considerables, (5mm por metro, en condiciones de endurecimiento al aire) las que pueden ser mucho menores si el curado se realiza en autoclave (a presión y temperatura con humedad controlada) (se calienta el agua a mas de 100°C) sin que se produzca ebullición, con esto logro un endurecimiento en 2 ó 3 horas y no se contrae pero se encarece.

2. De agregados livianos

Estos se obtienen de reemplazar los agregados gruesos por agregados orgánicos e inorgánicos.

1. Inorgánicos

Se clasifican en dos tipos:

• Naturales (piedra pómez, escoria volcánica)

• Artificiales (arcilla y pizarra expandida, perlita, vermiculita, escoria de alto horno, escoria expandida, cascote)

2. Orgánicos

Presentan características perjudiciales para la mezcla (cambio de volumen; acción retardada del pro­ceso de fraguado, etc.)

Para conservación estos materiales deben ser mineralizados, pudiendo ocurrir esto por impregnación del agregado fibroso con solu­ciones salinas o básicas (cloruros, sulfatos, silicato de sodio, etc.) o con una lechada de cal y posteriormente secando y endureciéndolo, sumergirlo en una solución de silicato de sodio (1:7 en peso).

Los hormigones de agregados livianos orgánicos pueden clasi­ficarse en dos grupos:

• Hormigones a base de aserrín, virutas y fibras de madera.

• Hormigones a base de otros agregados orgánicos (corcho granulado, cáscara de arroz, cáscara de papa, vainas de porotos, lino, etc.)

3. Cavernosos o sin finos

El aglomerante tiene como única función envolver los granos de agregado grueso y vincularlos entre sí y el lugar ocupado por el agregado fino es reemplazado por huecos.

Para su conformado se utilizan agregados gruesos, bien lavados, de canto redondeado, y sin contenido de arcillas. En cuanto a su dosi­ficación corresponde volumen de cemento por 8 ó 9 de agregado. Su elaboración podrá realizarse en hormigones común, un tiem­po tal que se obtenga una mezcla de color uniforme con los granos bien recubiertos de cemento (aproximadamente entre 2 y 3 minutos).

El colado deberá hacerse dentro de los 50 minutos posteriores a su elaboración, apisonándolo suavemente, deberá colocarse en capas sucesivas colocándose cada una antes que al anterior.

3. Características tecnológicas

1. Ventajas

1. Bajas densidades

En el caso de suelos con baja resistencia es posible obtener ventajas de una disminución del peso propio de la estructura.

En ampliación de edificios, la continuación de la estructura con materiales livianos, produce ahorros en los refuerzos a la estructura preexistente.

Utilización en estructuras en las cuales el peso propio es de­ terminante; vivienda (sobrecargas bajas), elementos con grandes luces (peso propio elevado).

Disminución de las potencias de las grúas en el caso de métodos de construcción prefabricada. Se obvia el problema de la utilización de grúas de elevada potencia necesarias en la prefabricación pesada.

Economía en los encofrados por disminución de su rigidez.

2. Aislación térmica

Los bajos coeficientes de conductibilidad térmica vienen acompañados de aceptable resistencia mecánica y resistencia al fuego.

La utilización de los hormigones livianos puede implicar la eliminación de capas aislantes (por ej. poliestireno expandido) con inconvenientes de dilataciones diferenciales de los distintos materiales, puentes térmicos, etc. Se logran, además, ahorros de mano de obra.

En los casos en los cuales la aislación térmica es la que define el espesor de los cerramientos, la reducción de espesores impli­ca incrementos en la superficie habitable.

Ahorro en el consumo de energía para el acondicionamiento ambiental.

3. Resistencia al fuego

La elevada aislación térmica, el bajo coeficiente de dilatación y la incombustibilidad son propiedades que llevan a una mayor resis­tencia al fuego de estructuras construidas con hormigones livianos.

4. Trabajabilidad

Debido al bajo peso de los agregados utilizados, se facilitan las tareas de mezclado, transporte y colocación del hormigón en los moldes. Sin embargo esas operaciones requieren conside­raciones especiales. Terminos generales podemos decir que l son fácilmente clavables y cortables.

5. Propiedades mecánicas

Las propiedades anteriormente mencionadas traen aparejada la dis­minución de las propiedades mecánicas de los hormigones livianos; sin embargo algunas se mantienen en el orden de magnitud de las de los hormigones normales.

2. Desventajas

1. De diseño

Por tratarse de materiales de uso relativamente reciente no es­tán totalmente establecidas las reglas para el cálculo de los hormigones livianos.

Si bien es dable obtener una resistencia a la comprensión en los mismos ordenes de magnitud de los hormigones normales las resistencias al corte y a la tracción suelen ser menores y mayores la fluencia y la contracción por secado.

2. Constructivas

Las variaciones dimensionales, en algunos casos ostensiblemente mayores a la de los hormigones normales, requieren consideracio­nes especiales para el empleo de los hormigones livianos.

Pueden aparecer problemas en la hidratación del cemento por absorción del agua de mezclado por parte del agregado.

Debe tenerse especial cuidado en elegir mezclas que satisfagan condiciones de homogeneidad, terminación superficial y definición de aristas.

3. Para el usuario

Relativas a la aislación acústica y al hecho de que los hormigones livianos suelen absor­ber agua del medio ambiente en proporciones elevadas y variables según el diseño del local del cual constituyen el cerramiento.

3. Elaboración

1. Efecto del orden mezclado

Si bien pudiera parecer que el orden en que, comienza a mezclarse los materiales dentro de los hormigones no reviste importancia, experiencias realizadas demuestran lo contrario.

Queda demostrado tras los ensayos realizados, que es más resistente un hormigón cuando se ha mezclado en seco la arena y el agregado grueso para agregar luego el cemento y el agua. En cambio es menos resistente cuando se ha mezclado previamente el cemento y el agua incorporando luego el agregado grueso y la arena.

Únicamente cuando el material ha sido completa y uniformemente mezclado en máquinas hormigoneras, el hormigón desarrolla toda su resistencia de modo tal que el mezclado manual es solo aceptable cuando se trata de trabajos de escasa importancia.

2. Variaciones dimensionales

Se entiende por aquellas que tienen lugar en la masa del hormigón debido principalmente a dos factores: Humedad y Calor.

Independientemente de las contracciones iniciales durante el período de fragüe y endurecimiento, ya conocidas, el hormigón sufre expansiones y contracciones debido a porcentajes variables del tenor de humedad ambiental. La contracción de un hormigón durante el periodo de curado puede variar entre el 0,02% y 0,08% de la dimensión original.

La variación de dimensión debida posteriormente a los cambios de humedad, son mucho más pequeñas, pero no pueden permanecer ignora­das. Los cambios de temperatura constituyen otro factor de movimiento en el hormigón, produciendo dilataciones que pueden llegar a provocar roturas si las estructuras se hallan expuestas a grandes cambios térmicos.

3. Confección mecánica

Para la preparación del hormigón se utilizan hoy en día casi exclusivamente hormigoneras del tipo rotativo, que en términos generales responden a la siguiente descripción: La hormigonera se com­pone de un cuerpo rotatorio en forma de pera y construido con chapa de acero. En su interior se hallan dispuestas unas series de paletas para facilitar el amasado.

Al mismo tiempo que rota, el cuerpo de la hormigonera puede bascular alrededor de su eje horizontal con lo cual y sin interrumpir el movimiento rotatorio, la cuba puede adoptar diferentes posiciones para la carga, el mezclado y la descarga.

En las grandes obras, las hormigoneras emplazadas generalmente en sitios fijos, son alimentadas mecánicamente por una tolva que, accio­nada por un mecanismo, vierte los materiales en el momento oportuno.

El agua proveniente de un depósito superior, se vierte una vez iniciada la rotación.

1. Centrales de elaboración

Estas centrales consisten, en general, en depósitos de cemen­to, arena, piedra y agua; además de básculas para la correcta dosificación de los materiales. Desde las balanzas, los materiales pasan a una hormigonera donde empieza la mezcla que termina en el vehículo utilizado para el transporte, que no es otra cosa que una hormigonera montada sobre ruedas y además provista de los mecanismos necesarios para dotarla de los movimientos que se requieren y para la carga y des­carga del material.

Por ensayos realizados en las centrales ha sido posible comprobar que la calidad del hormigón mejora notablemente al llegar a la obra como consecuencia del batido a que se lo somete durante el trayec­to de la central a la obra. Esto se explica, por la benéfica influencia de un amasado prolongado y a baja velocidad, que es precisamente en las obras por la precipitación con que se acostumbra a operar lo que acon­tece.

4. Asentamiento, conformado y transporte

Para el asentamiento, conformado y transporte del hormigón se utilizan diversos procedimientos que veremos en sus lineamientos generales:

1. Apisonado

Consiste en apisonar por capas delgadas, no mayores de 10 a 15cm., ya que el asentamiento que se consigue es aproximadamen­te igual en profundidad a tres veces la dimensión del agregado grueso más grande con que el hormigón está constituido. Como término medio se consigue una reducción de volumen de un 20%.

Este sistema da resultados irregulares. Es difícil lograr en la práctica una repartición en capas uniformes de material y además debe cuidarse que el apisonado no sea superficial, si se está apisonando un hormigón plástico debe fluir el agua a la superficie, en cambio si el hormigón es denso, el apisonado correcto se reconoce principalmente por la sonoridad del material.

El apisonado puede efectuarse en forma manual o por medio de pisones mecánicos, neumáticos o eléctricos.

Con el apisonado manual no se obtiene resultados tan parejos como los que se consiguen utilizando los otros pisones mencionados. Además, en forma manual se consiguen un promedio de 80 golpes por minuto, contra 400 a 600 empleando pisones mecánicos.

2. Fluido o colado

Presenta como ventaja una economía de mano de obra y medios de transporte, dando una mayor rapidez a los trabajos.

El transporte se efectúa, particularmente en grandes obras, desde una elevada torre central y por medio de conductos inclinados, circulando el material por acción de la gravedad. La inclinación conveniente para los conductos es de 1: 2 ó 2,5 y el máximo radio de acción es de 45 m.

Durante el vertido debe removerse la pasta mediante picado de la masa para que salgan a la superficie las burbujas de aire contenidas en su interior. Cabe acotar que se utilizan hormigones fluidos con un considerable exceso de agua especialmente en aquellos casos de encofrados de formas muy complicadas, en cuyo caso resultaría muy dificultoso el llenado con material más denso. Una vez llenados los moldes, a los efectos de que no resulten muy alta la relación Agua/Cemento, se proce­de a succionar mediante bombas especiales, el exceso de agua hasta conseguir la consistencia deseada.

3. Picado

Consiste en ir punzonando la masa mediante barras preferentemente en punta, para que el hormigón se distribuya en todas las partes del molde o encofrado.

El picado no produce el asentamiento del hormigón, en consecuencia, el material debe adquirir la compacidad suficiente por simple gravedad.

4. Conducido a presión

Esta es otra forma de transporte y puesta en obra del material. El método consiste en tomar el hormigón de una mezcladora e impulsarlo mediante bombeo a través de una tubería de acero de 15 a 20cm de diámetro. Este procedimiento evita el empleo de elevadores, cintas trans­portadoras, grúas, vagonetas, etc. y permite que se realice el transporte del hormigón en forma rápida y económica.

Los tubos de conducción están constituidos por tramos de 3 (tres) metros que se acoplan uno a continuación de otro mediante dispositivos de enchufe, lo que permite un rápido montaje y desarmado.

El radio de acción máximo es de 375m en sentido horizontal y alrededor de 80m en sentido vertical (y hasta 314m), dependiendo estos valores del poder de la bomba y de la cantidad de curvas de la tubería.

5. Proyectado

Este sistema consiste, en proyectar a gran velocidad ya sea contra una armadura, una pared, un encofrado o dentro de un molde, una mezcla de cemento y arena en proporciones que varía de 1:1 a 1:8, lo cual se realiza mediante un aparato compresor que se denomina pistola de cemento.

La denominación del hormigón proyectado es en cierto modo incorrecta por cuanto el material que se proyecta no es un hormigón sino una mezcla de aglomerante, agregado fino, lo que constituye por definición un mortero.

No obstante ello, dado que la denominación del hormigón proyectado es universal, la adoptamos teniendo en cuenta la aclaración efectuada.

El agua necesaria para la formación del mortero, se incorpora a la salida de la llamada lanza, mediante un dispositivo pulverizador. En realidad se trata de dos conductos: uno para la mezcla de los materiales y otro para el agua.

Mediante este sistema se aplica el material en capas sucesivas hasta alcanzar el espesor requerido que, como máximo, puede llegar a ser 5cm.

Este sistema aporta las siguientes ventajas:

6. Centrifugado

La característica fundamental de este sistema radica en someter a los moldes, en el interior de los cuales se introduce el material a un rápido movimiento de rotación alrededor de un eje de tal suerte que el mortero u hormigón que ha de formar las paredes del elemento a fabricar, sea enérgicamente comprimido por efecto de la fuerza centrífuga desarrollada por la rotación. Este sistema se utiliza casi exclusivamente en la fabrica­ción de piezas tales como caños, postes, etc.

Por acción de la fuerza centrífuga es natural que los materiales se ordenen en función de sus pesos, quedando el interior constituido por una capa de cemento puro, comprimido y alisado por la acción del agua sobrante que queda en el interior del elemento fabricado y que vierte al exterior al finalizar la operación.

Esta capa interior, tan lisa y compacta, proporciona al hormigón centrifugado un elevado coeficiente de impermeabilidad y excelente resistencia contra la acción agresiva exterior.

El proceso de centrifugado es delicado y requiere tener presente varios factores que pueden se determinantes de la calidad del cemento a fabricar. Dichos factores son: