TEMA 4 PARTE 1

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TEMA 4 
 Estructuras de Hormigón Armado 
 Conceptos Generales. Materiales constitutivos. 
Proceso de Elaboración. Cálculo de elementos 
estructurales y su dimensionado. Reglamentación 
vigente. 
 
 Bibliografía: 
 Estructuras. Ing. Jorge R. Bernal. Manual de Cálculo 
de Estructuras de Hormigón Armado. Manual de 
uso del Hormigón Elaborado. Asociación Argentina 
del hormigón Elaborado. Norma CIRSOC 201. 
Manual de Cálculo de Estructuras de Hormigón 
Armado. Vol 1 Osvaldo J. Pozzi Azzaro. 
TEMA 5 
Conceptos generales 
Materiales componentes 
Forma de elaboración 
El hormigón simple es una piedra artificial 
formada al mezclar apropiadamente cuatro 
componentes básicos: cemento, arena, grava y 
agua. 
 
Al igual que las piedras naturales no deterioradas, 
el hormigón es un material sumamente 
resistente a la compresión, pero 
extremadamente frágil y débil a solicitaciones de 
tracción. Para aprovechar sus fortalezas y superar 
sus limitaciones, en estructuras se utiliza el 
hormigón combinado con barras de acero 
resistente a la tracción, lo que se conoce como 
hormigón armado. 
 
MATERIALES CEMENTANTES 
 
 Son materiales aglomerantes los que tienen las 
propiedades de adherencia y cohesión requeridas para 
unir fragmentos minerales entre sí, formando una 
masa sólida continua, de resistencia y durabilidad 
adecuadas. 
 cementos hidráulicos :utilizan agua para reaccionar 
químicamente y adquirir sus propiedades cementantes 
durante los procesos de endurecimiento inicial y 
fraguado , cemento Portland 
El proceso de manufactura 
arcillas 
arcillas caliza 
TRITURACIÓN 
cilindro 
rotativo 
1400 ºC 
clinker 
yeso 
+ 
molido Cemento Portland 
CLINKER 
 
Proceso industrial del cemento 
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Cemento.jpg
Composición del Cemento 
 Compuesto Símbolo Contenido ( % ) 
Silicato tricálcico SC3 44% 
 
Silicato bicálcico 
 
SC2 
 
27% 
Aluminato 
tricálcico 
AC3 13% 
Ferroaluminato 
tetracálcico 
FAC4 9% 
Otros 7% 
Propiedades de los compuestos 
del cemento portland 
 
 Cada uno de los cuatro compuestos principales del 
cemento portland se comporta de manera diferente en 
lo que respecta a : 
 
 Velocidad de hidratación 
 Aporte de resistencia mecánica 
 Calor generado 
 Vulnerabilidad de los agentes externos 
 Silicato tricálcico (alita): Reacciona desprendiendo 
gran cantidad de calor debido a que se hidrata 
rápidamente ( alta velocidad de hidratación que 
determina la elevada resistencia inicial)durante los 
primeros días posteriores a la puesta en contacto con el 
agua 
 
 Silicato bicálcico (belita) : Características opuestas 
al anterior, o sea produce una reacción lenta con el 
agua, por tanto produce menos calor de hidratación y 
libera menos cal. Confiere alta resitencia a largo plazo. 
 
 Aluminato tricálcico: Es el primero de los compuestos 
en hidratarse( primeras 24 hs). Al ser rápida la 
hidratación provoca aumentos de temperatura, 
asimismo al hidratarse fija la cal liberada por los 
silicatos. Es muy vulnerable a la acción de los sulfatos, 
al combinarse químicamente con estos produce la 
destrucción de la cohesión de la pasta cementicia. 
Reacciona inmediatamente con el agua y produce el 
fraguado (pasaje del estado fluido al sólido). Produce 
una pequeña contribución a la resistencia. 
 Ferroaluminato tetracálcico: Aporta muy poco a la 
resistencia del cemento, aparece como consecuencia de 
la necesidad de controlar el contenido de AC3, sus 
características son opuestas a las de éste. 
 
 Las normas CIRSOC 201 remite al cumplimiento de las 
Normas IRAM 1503. 
 
Acción de los sulfatos 
 
Tipos de cemento portland que se fabrican 
en nuestro país 
 La proporción en la que entran los componentes vistos 
modifican sus propiedades haciéndolos aptos para 
determinados usos e inadecuados para otros. 
 Se clasifican en base a lo dicho en. 
 Cemento portland normal (CPN), o común, sin 
aditivos, es el más empleado en construcción. 
 Cemento portland blanco (PB), compuesto por 
materias primas pobres en hierro, que le dan ese color 
blanquecino grisáceo. Se emplea para estucos, 
terrazos, etc. 
 Cemento portland de bajo calor de hidratación (CBC), 
produce durante el fraguado una baja temperatura de 
hidratación; se obtiene mediante la alteración de los 
componentes químicos del cemento portland común. 
http://es.wikipedia.org/wiki/Estuco
http://es.wikipedia.org/wiki/Terrazo
 Cemento portland de elevada resistencia inicial (CER), 
posee un mayor contenido de silicato tricálcico que le 
permite un fraguado más rápido y mayor resistencia. 
Se emplea en muros de contención y obras hidráulicas. 
 Cemento portland resistente a los sulfatos (CPS), tiene 
bajo contenido en aluminato tricálcico, que le permite 
una mayor resistencia a la acción de sulfatos 
contenidos en el agua o en el terreno. 
 
 
 Cementos puzolánicos 
 Son cementos mixtos, es decir que están compuestos 
por una mezcla de un clinker portland y una puzolana 
natural o artificial capaces de reaccionar con la cal en 
presencia de agua. 
 Sus ventajas tienen que ver con lo técnico, económico 
y ecológico. Mejora el comportamiento frente a aguas 
ya que tienen menos cal libre. 
 Tiene menos contenido de clinker con lo que se 
produce una economía. Disminuye la contaminación 
al emplear la escoria y cenizas volantes. 
Almacenamiento en bolsas 
Almacenamiento del Cemento 
Almacenamiento 
 a granel 
En los hormigones estructurales, los 
áridos o agregados ocupan alrededor de 
las ¾ partes del volumen total del 
hormigón; el volumen restante está 
constituido por pasta endurecida de 
cemento, agua sin combinar y burbujas 
de aire. 
 
ARIDOS 
áridos finos 
áridos gruesos (No pasan el tamiz # 4) 
 tamaño mayor a 5 mm 
 
 
ARIDOS 
Aridos 
gruesos 
Canto rodado 
Piedra partida 
áridos finos 
(Pasan el tamiz # 4) 
tamaño entre 0.07 mm y 5 mm 
Arenas medianas 
Arenas Gruesas 
Los agregados deben estar libres de partículas orgánicas, sales, limos y 
arcillas que puedan afectar las reacciones químicas de fraguado o produzcan 
porosidades indeseables. 
Canto 
 rodado piedra partida 
Relación entre el tamaño máximo del Agregado 
Grueso y las medidas de la pieza estructural a 
hormigonar 
 
-En vigas, losas y otras piezas estructurales que no sean 
columnas, el Tamaño Máximo del agregado debe ser 
menor que el 0,75 de la mínima separación 
horizontal o vertical libre, entre barras o grupos 
de barras paralelas en contacto directo, o del mínimo 
recubrimiento libre de las armaduras. 
 
-En columnas, para las mismas situaciones anteriores, 
el tamaño máximo debe ser menos que el 0,67 de la 
separación mínima, etc. 
 
- El Tamaño Máximo, también debe ser menor que el 
20% de la menor dimensión 
estructural. - 
 
La falta de agua de curado durante el fraguado del 
hormigón (particularmente en los primeros días en 
que las reacciones son más intensas) tiene efectos 
adversos 
AGUA DE AMASADO 
Se entiende por agua de amasado, la cantidad de 
agua total que se encuentra en el hormigón fresco 
El agua utilizada en el hormigón debe ser potable en 
lo posible o al menos debe estar libre de impurezas. 
Nunca debe usarse agua de mar. 
Es el material que añadidos en pequeñas 
cantidades, modifican alguna o varias 
propiedades del hormigón. 
 
Los aditivos siempre deben ser probados 
previamente a su utilización en obra, por 
la gran variabilidad de la calidad del 
cemento que disponemos en el país. 
 
LOS ADITIVOS QUÍMICOS Y 
ADICIONES 
 
Aditivos Básicos: 
Incorporador de aire 
Aditivos fluidificante 
aditivos acelerantes de fraguado 
aditivos retardantes de fraguado 
 
 
Combinaciones de aditivos básicos 
 Fluidificante o incorporador de aire 
 Fluidificante o retardador de fraguado 
 Fluidificante o acelerador de fraguado 
 Fluidificante y acelerador de resistencia inicial 
 Superfluidificante Superfluidificante y retardador de fraguado 
 Superfluidificante y acelerador de fraguado 
 
 
Diferencias entre aditivos 
químicos y adiciones 
 Los aditivos químicos vienen en estado líquido y su 
manipuleo mecánico se hace con facilidad. 
 Las adiciones son pulverulentas ( o en pasta) y resultan 
difíciles de manejar 
 Los aditivos químicos es siempre activa. Y su efecto se 
hace sentir prácticamente de inmediato. 
 Las adiciones pueden ser activas o no. De ser activa es 
lenta ( 60 a 90 días). 
DOSIFICACION DE HORMIGONES 
La pasta de cemento (cemento más agua), llena 
los espacios libres entre partículas de áridos, y 
durante el proceso de fraguado genera cristales 
hidratados que unen químicamente las partículas 
de agregados. 
La formación de estos cristales es una reacción 
química exotérmica (genera calor) y siempre 
requiere de agua para que tenga lugar 
Fresco: mientras se mantiene en estado plástico. Aún 
no inicia el proceso de fraguado 
Endurecido: se caracteriza por su dureza y rigidez. 
El objetivo de un diseño de hormigones es el de 
obtener una mezcla que posea un mínimo de 
determinadas propiedades tanto en estado fresco 
como endurecido, al menor costo de producción 
posible. 
 
•Las propiedades del Hº endurecido son 
especificadas por el proyectista de la 
estructura 
•las propiedades del Hº fresco están 
definidas básicamente por el tipo de 
construcción y por las técnicas de 
colocación y transporte. 
 
El costo de elaboración del hormigón depende: 
 
•del costo de los materiales, 
• del equipo 
•de la mano de obra, 
 
Dentro de los materiales, es la cantidad 
de cemento la que normalmente define el 
costo final, aunque el uso de aditivos 
especiales puede tener una incidencia 
importante. 
El Hormigón puede elaborarse en obra o fabricarse 
industrialmente 
Siguiendo el proceso de fabricación pueden establecerse 
tres etapas a distinguir: 
 
 Control de componentes 
 Control de la masa fresca 
 Control del material fraguado 
 
 
- Resistencia a la compresión 
-Trabajabilidad del hormigón 
fresco 
-Velocidad de Fraguado 
-Peso Específico 
PROPIEDADES MAS IMPORTANTES DEL 
HORMIGON 
RESISTENCIA DEL HORMIGON 
La resistencia característica a 
la compresión de un hormigón 
(f'c), 
CLASIFICACIÓN 
CLASE 
RESISTENCIA 
CARACTERÍSTICA MN/m2 
PARA USO EN 
H - 10 
 
10 HORMIGÓN SIMPLE 
H - 15 
 
15 HORMIGÓN SIMPLE 
H - 20 
 
20 
HORMIGÓN SIMPLE Y 
 ARMADO 
 
H - 25 25 
HORMIGÓN SIMPLE, 
 ARMADO Y PRETENSADO 
H - 30 30 
HORMIGÓN SIMPLE, 
 ARMADO Y PRETENSADO 
… …. …. 
H - 60 60 
HORMIGÓN SIMPLE, 
 ARMADO Y PRETENSADO 
La resistencia a la compresión de 
hormigones normales (200 - 300 
Kg/cm2) y de mediana resistencia 
(350-450 Kg/cm2) está dominada : 
 
A)por la relación agua/cemento (a 
menor relación agua/cemento mayor 
resistencia) 
B) por el nivel de compactación 
C) por la cantidad de cemento 
D) por granulometría de los 
agregados. 
E) Edad 
F) Forma de curado 
G) Temperatura a la que se ha 
producido el fraguado 
En hormigones de alta resistencia 
además está limitado por la 
resistencia del agregado. 
ductilidad 
Resistencia con la Edad 
La propiedad de diseño más importante del 
hormigón constituye su resistencia 
La propiedad constructiva más importante es su 
trabajabilidad. 
Usualmente estas dos propiedades son 
mutuamente conflictivas durante la 
construcción. 
Trabajabilidad es la facilidad que presenta 
el hormigón fresco para ser colocado y 
vibrado en cualquier molde. 
Los hormigones con baja trabajabilidad 
presentan problemas de mezclado y 
problemas de compactación dentro de los 
moldes, lo que puede redundar en una 
disminución de la resistencia. 
 
TRABAJABILIDAD DEL HORMIGON FRESCO 
Medida de la consistencia del 
Hº: 
Se mide el asentamiento del Hº 
en referencia a la altura del 
cono, o bien el extendido en la 
mesa. 
-Insuficiente cantidad de cemento. 
 
-Agregados con granulometrías discontinuas exigen más agua 
para una misma trabajabilidad. 
 
-Agregados gruesos con formas alargadas y angulosas. 
 
- Las mezclas con canto rodado son siempre más dóciles que 
mezclas similares con piedra partida 
- El agregado fino con partículas de formas angulosas, afecta 
proporcionalmente más la trabajabilidad del hormigón que 
piedras lajosas en el agregado grueso. 
 
-El uso de aditivos fluidificantes o incorporadores de aire puede 
mejorar la trabajabilidad de las mezclas. 
 
- Un exceso de tiempo de transporte en las hormigoneras sobre 
camión, o un mezclado prolongado, aún con velocidad de 
agitación baja (2 rpm) pueden influir negativamente en la 
trabajabilidad, ya que el hormigón se endurece por el aumento 
de la proporción de finos en la mezcla, aumento de la superficie 
específica y mayor necesidad de agua. 
 
- No debe agregarse agua en exceso para hacer más trabajable la 
mezcla, llevándola a asentamientos en el Cono de Abrams 
superiores a 15 cm. 
 
Las características propias de la estructura que se 
desea fundir pueden dar lugar a la necesidad de 
acelerar o retardar el fraguado del hormigón, para 
lo cual pueden utilizarse cementos especiales (muy 
poco utilizados en nuestro país) o aditivos 
acelerantes y retardantes 
La necesidad de disponer de un hormigón ligero o 
pesado requerirá la utilización de agregados ligeros 
o pesados respectivamente. Los hormigones ligeros 
podrían ser utilizados en losas de edificios altos, 
mientras que los hormigones pesados podrían 
emplearse en anclajes de puentes colgantes, como 
bunkers de cobertura de materiales radioactivos, o 
para almacenar materiales explosivos. 
 
HORMIGONES : 
Fabricación, Transporte y Puesta en 
Obra 
 
Puesta en obra del hormigón 
fresco 
Una vez determinada la colocación 
del hormigón en los encofrados, 
debe ser 
homogéneo, compacto y liviano (EN LOS 
CASOS QUE SEA NECESARIO). 
 
Hormigón homogéneo 
 
 Evitar las caídas libres del hormigón desde más de un metro de altura, 
lo que provoca la segregación del material y corrimientos laterales de la 
masa, que forman rampas y desacomodan a la mezcla que se coloca a 
continuación. 
 
 Deben hacerse por tongadas horizontales que completen la superficie a 
llenar entre encofrados, y cuyo espesor dependerá de los medios de 
compactación disponibles, pero nunca deberá superar los 50/60 cm. 
 
 Cada pastonada deberá ir compactándose de inmediato, y debe calcularse el 
tiempo de modo que al colocarse la siguiente, la anterior deberá 
conservar un estado plástico suficiente como para permitir la perfecta 
adherencia entre ambas. El constructor debe estar seguro que -al 
colocarse la capa superior-, en la capa inferior no se ha iniciado elproceso de 
fraguado del cemento. 
 
Hormigón compactado 
 
Es el que al consolidarse ha llenado totalmente los 
encofrados y recubierto íntegramente las armaduras de 
refuerzo, dando a éstas buena protección y adherencia. 
 
No deberá tener agua en exceso con lo cual la 
exudación será mínima. 
Hormigón de resistencia uniforme 
 
 Pueden cumplirse perfectamente las cualidades 
mencionadas en los dos parágrafos anteriores, pero 
ellas sólo quedan completas con un buen curado, es 
decir evitando que se pierda la humedad que es 
indispensable para la hidratación del cemento, que 
lleva a su fraguado y endurecimiento. 
 
 Sin humedad no hay fraguado ni 
endurecimiento en el tiempo. 
 
IMPORTANCIA DEL CURADO 
 El período mínimo aconsejado para el curado de 
estructuras a temperatura normal (no más de 28° 
centígrados) y movimiento de aire moderado es de 7 
días, el que debe prolongarse con más calor en 
especial si sopla viento o es un período de baja 
humedad atmosférica. 
La falta de curado, en el mejor de los casos hará perder 
a 28 días un 35% de la resistencia que el mismo 
hormigón daría con curado húmedo, y en condiciones 
extremas de sequedad, calor y viento la pérdida puede 
ser superior al 50%. 
 
Cuidado del hormigón a la 
temperatura 4,5 ºC es la temperatura a la cual se deja de producir el 
proceso interno de hidratación del Hº por lo que es la 
temperatura a tener en cuenta para tomar medidas 
correctoras en la obra. 
 Cuando esta sometido a altas temperaturas y a viento 
se deberá proporcionar mas riego o tomar otro tipo de 
medidas para proteger el hormigón. 
ENCOFRADOS 
Son los moldes que darán forma a las estructuras y por 
tanto sus dimensiones deberán ajustarse exactamente 
a lo indicado en los planos 
 
Clasificación: 
 Metálicos ( cuando se moldean un gran numero de 
elementos iguales, ej: cordón cuneta) 
 Madera: de uso mas corriente 
Desencofrado 
Orden de desencofrado 
1. Costados de columnas 
2. Costados de vigas 
3. fondos de losas 
4. Fondos de vigas 
Mano de obra 
Costo de Mano de Obra: 
 Salarios 
 Rendimiento del personal ( tiempo del personal): 
 Método de trabajo 
 Características de la obra 
 Disponibilidad de obreros en el medio