Apuntes de clases estructuras 2 PT 4

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Resumen PT 4 
EL HORMIGÓN ARMADO 
 
Villa Savoye, Le Corbusier, 1928 “El hormigón fue llenado desde arriba El hormigón fue llenado 
desde arriba como una botella como una botella Una casa puede ser . Una casa puede ser 
completada en 3 días. Ella surge como de un moldeado. Pero esto choca a los arquitectos 
contemporáneos que no creen en una casa hecha en 3 días. Debemos com pletarla en un año, y 
debe tener techos puntia gudos, bohardillas 
UN POCO DE HISTORIA… 
Durante el imperio romano se utilizaban arenas de origen volcánico con propiedades cementicias, 
y la construcción con hormigón alcanzó un grado de sofisticación que no se volvió a alcanzar hasta 
el siglo XIX. 
Luego de la caída del Imperio Romano, el “secreto” del hormigón se pierde por casi 13 siglos … - En 
1824 Joseph Aspdin patentó el cemento portland, un cemento confecciona d o con una mezcla de 
piedra caliza y arcilla. - La idea de colocar armaduras para tomar la tracción surge en varios puntos 
de Europa. - En 1872 se construye la primera casa de hormigón armado, y en 1902 se levanta el 
primer “rascacielos” con estructura de este material con 16 pisos en Cincinati en la tradición de la 
este material, con 16 pisos en Cincinati, en la tradición de la Escuela de Chicago. - El primer 
arquitecto que produjo una terminación de alta calidad del hormigón expuesto fue Augusto Perret, 
quien haría un uso extensivo de bloques y estructuras de hormigón. 
Frank Lloyd Wright fue uno de los arquitectos más receptivos a las cualidades del hormigón. Le 
Corbusier el más revolucionario. 
 
Composición del hormigón 
El hormigón es una mezcla homogénea compuesta de: 
• agregados gruesos (piedra partida o canto rodado) 
• agregados finos (arena) 
• cemento. 
• agua. 
La proporción en que cada uno de estos elementos interviene en la mezcla se denomina “dosificación”, y de ella 
dependerá su trabajabilidad y su resistencia final. 
 
Agregados gruesos 
Denominamos áridos al conjunto de agregados gruesos y agregados finos. Tres factores intervienen en una 
granulometría adecuada: el tamaño máximo del árido, la compacidad y el contenido de granos finos. Cuando mayor 
sea el tamaño del agregado grueso, menores serán las necesidades de cement serán las necesidades de cemento y 
agua o y agua El límite para el . El límite para el tamaño es la dimensión de la sección y la separación entre 
armaduras. 
Agregados finos 
El árido que tiene mayor importancia es la arena, las mejores son las de 
río, que normalmente son de cuarzo puro. No se conveniente el uso de 
arenas muy finas, aconsejándose aquellas cuyo módulo de fineza oscila 
entre 2 4 y 3 que dan mejor 2,4 y 3, que dan mejor trabajabilidad 
trabajabilidad. Por eso usamos en general la arena oriental gruesa, que 
tiene un módulo de fineza igual a 2,75. 
 
 
Consistencia y tamaños máximos de agregados gruesos aconsejables 
 
Cemento 
El cemento se obtiene a partir de la cocción de piedras calcáreas con contenido mayor al 22% de arcilla, obteniéndose 
el clinker. Este se pulveriza para que obtenga poder aglomerante. 
El cemento está constituido por: 
Aluminatos tricálcisos Son los primeros en reaccionar quimicamente, determinan el proceso de determinan el 
proceso de fragüe. 
Silicatos tricálcisos silicatos tricálcisos Al hidratarse dan lugar al Al hidratarse dan lugar al endurecimiento que 
sucede al fragüe. Permite alcanzar el 95% de resistencia al cabo 95% de resistencia al cabo de un mes. 
Silicatos bicálcicos Su reacción prolonga el proceso de endurecimiento por algunos años. 
El comienzo del proceso de fragüe se desencadena muy rápido, por lo que los cementos poseen en su composición un 
3% de yeso, que tiene un efecto retardante. Debido a esto el proceso de fraguado comienza luego de 1,5 a 2,5 horas. 
 
Tipos de cemento 
 
Agua 
Se entiende por agua de amasado la cantidad de agua total contenida en el hormigón fresco. Esta cantidad es 
utilizada para el cálculo de la relación agua/cemento (A/C). 
El agua de amasado comprende: 
● El agua agregada a la mezcla. 
● Humedad superficial de los agregados. 
● Una cantidad de agua proveniente de los aditivos. 
El agua de amasado cumple una doble función en la tecnología del hormigón: 
● Permite la hidratación del cemento. 
● Es indispensable para asegurar la trabajabilidad y la buena compactación del hormigón. 
 El exceso de agua atenta seriamente contra la resistencia del hormigón. 
Fraguado y endurecimiento 
El fraguado es el pasaje del estado de hormigón fresco al estado sólido, y sucede en un lapso de entre 4 y 10 horas. 
La velocidad de fragüe depende del tenor del aluminato tricálcico, que es el primero en reaccionar. Influyen en forma 
importante la temperatura y la humedad. 
A mayor temperatura más rapidez de frague 
A mayor humedad más rapidez de frague 
Por debajo de 5º el proceso prácticamente se detiene, se detiene siendo la temperatura ideal de frague 
alrededor de 20º 
Al proceso de fragüe le sigue el de endurecimiento que se Al proceso de fragüe le sigue el de endurecimiento, que se debe 
a la hidratación de los silicatos bicálcicos y tricálcicos. 
 
L a resistencia crece has t a alcanzar al ca b o d e un mes aproximadamente el 95% de la resistencia total, pero el 
proceso de endurecimiento continua durante algunos años con mayor lentitud. 
El proceso concluye cuando se completa la hidratación de todas las partículas de cemento, o bien cuando se agota 
toda el agua en la masa del hormigón. 
Por esto, es muy importante la presencia de agua para evitar que se interrumpa el proceso, en especial durante los 
primeros días, cuando las reacciones químicas son más intensas. 
Para la hidratación completa es suficiente un 40% de agua en relación al peso del cemento. El 25% reacciona 
químicamente 25% reacciona químicamente el , 15% restante es necesario como vehículo de hidratación. 
Sin embargo, para hacer trabajable la mezcla la cantidad de agua Sin embargo, para hacer trabajable la mezcla la 
cantidad de agua suele superar el 40%. 
El agua que no se combina químicamente se evapora dando lugar El agua que no se combina químicamente se 
evapora, dando lugar a un proceso que se conoce como: contracción de frague 
Este proceso puede generar fisuras en los primeros días. Para disminuir esto se mantiene mojado el hormigón 
durante los primeros días, hasta que el hormigón tenga resistencia necesaria para absorber mejor estas 
contracciones. 
Al procedimiento de mantener húmedo el hormigón durante los primeros días se los denomina curado. 
 
Trabajabilidad del hormigón 
Una mezcla es trabajable cuando en el estado fresco el hormigón puede ser transportado sin que se separen los 
componentes y una vez colocado envuelve completamente las componentes, y una vez colocado envuelve 
completamente las armaduras, sin dejar huecos ni oquedades. 
Para que ello sea posible la mezcla debe poseer una adecuada fluidez, que se mide por la consistencia, que es el grado 
de facilidad con que la mezcla puede cambiar de forma. Esta se mide mediante el Cono de Abrams. 
 
La mezcla no debe ser muy seca, pues se disgrega al amasarse, ni muy fluida, porque se disgregan los componentes. 
La evaporación del agua en exceso deja poros y conductos capilares que 
debilitan al hormigón. Por ello, si disminuye el agua habrá mayor volumen de 
vacíos, mayor volumen de geles de cemento y mayor resistencia. La relación 
agua-cemento ideal surge de tablas. Si para aumentar la trabajabilidad se 
aumenta la cantidad de agua se debe a su vez aumentar la proporción de 
cemento, con límites. Se puede aumentar la trabajabilidad del hormigón 
mediante el uso de aditivos fluidificantes. Para distintos tipos de elementos 
estructurales se recomiendan distintas consistencias del hormigón, que se 
miden por su Asentamiento, mediante el uso del Cono de Abrams. 
Contracción y Expansión del hormigón durante el endurecimiento 
Si el hormigón se mantiene sumergido en agua, la absorbe y se expande. Estopermite revertir 
el proceso de contracción de fraguado manteniendo el hormigón a muy elevada humedad 
ambiente. ⎫ El proceso de mantener húmeda la pasta cementicia se denomina curado, y se 
logra de formas variadas. 
Métodos de Curado del Hormigón: 
● Retardar el desencofrado. 
● Cubrir con láminas plásticas. Cubrir con láminas 
plásticas. 
● Cubrir con paños aislantes. 
● Cubrir con un estrato protector de manera de mantener 
la humedad (yute, paños geotextiles ). 
● Rociar con un agente protector líquido (compuestos 
formadores de membrana). 
● Regar continuamente con agua. 
● Conservar los elementos de hormigón bajo agua. 
La curva muestra el porcentaje de resistencia a la compresión Influencia del tiempo de curado en la resistencia del 
hormigón con respecto a la del hormigón con 28 días de curado en relación a la edad del hormigón. Como se puede 
ver, el curado adecuado es fundamental para asegurar la máxima resistencia. 
Vibrado del hormigón 
Es el procedimiento utilizado para conseguir una adecuada compacidad sin tener que elevar la fluidez de las mezclas. 
Es imprescindible para llenar todos los espacios dentro de los imprescindible para llenar todos los espacios dentro de 
los encofrados, en especial los de difícil acceso. 
El método más eficaz y también el más utilizado es tratar El método más eficaz, y también el más utilizado, es tratar 
el hormigón con vibradores internos, llamados “vibradores a aguja”. También se pueden utilizar los externos, que 
actúan sobre los encofrados. 
Aditivos 
Son substancias que se agregan al hormigón en el momento de la mezcla para modificar y me la mezcla, para modificar 
y mejorar determinadas propiedades mejorar determinadas propiedades. Entre los más comúnmente usados: 
● Plastificantes 
● Incorporadores de aire 
● Aceleradores de endurecimiento 
● Retardadores de fragüe 
● Colorantes 
Deformaciones bajo la acción de cargas 
Al aplicar una carga el hormigón sufre una deformación instantánea (elástica) que se suma a la ocasionada por 
contracción de endurecimiento. Esta última es independiente de las cargas. 
Con el transcurso del tiempo esta deformación va aumentando por efecto de la fluencia lenta fluencia lenta. Esta 
deformación diferida, o “creep”, puede llegar a ser entre una y dos veces el valor de la instantánea. 
Esto significa que el hormigón tiene un comportamiento reológico, porque las deformaciones dependen no solo de las 
tensiones actuantes, sino además del tiempo. Intervienen a su vez otras dos variables, la temperatura y la humedad. 
Las deformaciones por creep, o 
fluencia lenta, son plásticas 
(inelásticas), esto es el material no 
recupera su forma original una vez 
cesadas las acciones. La fluencia lenta 
puede extenderse hasta los 15 o 20 
años. Deformaciones del hormigón a 
través del tiempo. Tenemos por 
consiguiente: (1) contracción de 
fraguado, (2) deformación instantánea 
al aplicar la carga, y (3) deformación 
diferida por fluencia lenta. 
 
El acero 
El acero es básicamente una aleación 
de hierro y carbono, en la cual este 
último le confiere la resistencia 
mecánica. En el diagrama de tensiones 
deformaciones del acero dulce existen 
dos zonas claramente diferenciadas: 
una zona elástica con grandes 
tensiones y pequeñas deformaciones, y 
a partir de la tensión de fluencia 
grandes deformaciones si aumentos de 
tensiones. 
 
El acero más utilizado en estructuras de hormigón es el conocido como acero tipo III, 
denominado ADN420 o AB42, que significa acero en barras con límite elástico en 42 
kn/cm 2 . Se considera que su tensión de rotura se encuentra en 50 kn/cm 2. Este 
es un acero al que se la ha aumentado su resistencia aumentando el porcentaje de 
carbono que le confiere mayor aumentando el porcentaje de carbono, que le 
confiere mayor dureza aunque le resta ductilidad . En el gráfico se ve que la rotura 
se produce con un alargamiento εs = 12%. Si en vez de aumentar el contenido de 
carbono se somete al acero dulce a un proceso de estirado y torsionado en frío se logra aumentar su límite elástico sin 
variar su composición. Su pérdida de ductilidad es en este caso mayor, ya que su rotura sobreviene con un alargamiento 
εs = 10%. A este acero se lo denomina acero de dureza mecánica, siendo el más común el ADM500. Es el normalmente 
utilizado en mallas.