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El hormigón, también denominado concreto en algunos países, resulta de la mezcla de uno o más conglomerantes (generalmente cemento) con áridos (grava, gravilla y arena), agua y, eventualmente, aditivos y adiciones. El cemento se hidrata en contacto con el agua, iniciándose complejas reacciones químicas que derivan en el fraguado y endurecimiento de la mezcla, obteniéndose al final del proceso un material con consistencia pétrea. La principal característica estructural del hormigón es que resiste muy bien los esfuerzos de compresión. Habitualmente se usa asociado con el acero, recibiendo el nombre de hormigón armado, comportándose el conjunto muy favorablemente tanto a los esfuerzos de compresión como a los de tracción. Cuando se proyecta un elemento de hormigón armado se establecen las dimensiones, el tipo de hormigón y la cantidad y calidad del acero que hay que colocar en función los esfuerzos que deberá resistir. Los aditivos se utilizan para modificar las características básicas, existiendo una gran variedad de ellos: colorantes, aceleradores, retardadores de fraguado, fluidificantes, impermeabilizantes, etc. Es un material profusamente utilizado en la construcción. Trozo de hormigón de un acueducto romano. Etimología El término hormigón procede de formicō, palabra latina que alude a la cualidad "moldeable" o de dar "forma". El término concreto también es originario del latín: concretus, que significa "crecer unidos" o "unir". Su uso en español se transmite por vía de la cultura anglosajona, como anglicismo, siendo la voz inglesa concrete. Características físicas Se indican valores aproximados. Densidad: en torno a 2350 kg/m3 Resistencia a la compresión: de 150 a 500 kg/cm2 (15 a 50 MPa) para el hormigón ordinario. Existen hormigones especiales de hasta 2000 kg/cm2 (200 MPa). Resistencia a la tracción: proporcionalmente baja, generalmente despreciable en el calculo global, del orden de un décimo de la resistencia a la compresión. Tiempo de fraguado: dos horas, aproximadamente, en función de la temperatura y la humedad del ambiente exterior. Tiempo de endurecimiento: progresivo, en función de la temperatura, humedad y otros parámetros. De 24 a 48 horas, la mitad de la resistencia máxima, en una semana 3/4 partes y en 4 semanas prácticamente la resistencia total. Hay que resaltar que el hormigón se dilata y contrae en magnitudes semejantes al acero, pues tienen parecido coeficiente de dilatación, por lo que resulta muy útil su uso simultáneo en la construcción, además el hormigón, recubriéndolo, protege al acero de la oxidación. Puesta en obra u hormigonado Antes de su fraguado el hormigón tiene una consistencia plástica, o fluida, y se adapta a la forma del recipiente que lo contiene. Para su puesta en obra se utilizan moldes, denominados encofrados, los cuales se retiran posteriormente, generalmente; si permanecen, formando parte del conjunto, se denominan "encofrados perdidos". Usos corrientes Es un material con buenas características de resistencia ante esfuerzos de compresión. Sin embargo, tanto su resistencia a tracción como al esfuerzo cortante son relativamente bajas, por lo cual se debe utilizar en situaciones donde las solicitaciones por tracción o cortante sean muy bajas. Para superar este inconveniente, se "arma" el hormigón introduciendo barras de acero, conocido como hormigón armado, o concreto reforzado, permitiendo soportar los esfuerzos cortantes y de tracción con las barras de acero. Es usual, además, disponer barras de acero reforzando zonas o elementos fundamentalmente comprimidos, como es el caso de los pilares. Los intentos de compensar las deficiencias del hormigón a tracción y cortante originaron el desarrollo de una nueva técnica constructiva a principios del siglo XX, la del hormigón armado. Posteriormente se investigó la conveniencia de introducir tensiones en el acero de manera deliberada y previa al fraguado del hormigón de la pieza estructural, desarrollándose las técnicas del hormigón pretensado y el hormigón postensado. Así, introduciendo antes del fraguado alambres de alta resistencia tensados en el hormigón, este queda comprimido al fraguar, con lo cual las tracciones que surgirían para resistir las acciones externas, se convierten en descompresiones de las partes previamente comprimidas, resultando muy ventajoso en muchos casos. Para el pretensado se utilizan aceros de muy alto límite elástico, dado que el fenómeno denominado fluencia lenta anularía las ventajas del pretensado. Otros tipos de hormigón Aireado o celular Se obtiene incorporando a la mezcla aire u otros gases derivados de reacciones químicas, resultando un hormigón de densidad (lo cual le permite por ejemplo flotar) El termino celular refiere a que en este tipo de hormigón se procura formar celdas o celulas (burbujas)de gas independientes, aisladas entre si, que luego del fraguado dejan huecos que al material le proporcionan las varias características especiales de este tipo de hormigon. Existen distintas técnicas de producción de hormigón celular. Las dos más conocidas son las del hormigón celular 'autoclavado' (curado en autoclave) y las técnicas de mezclado con agentes espumigenos o espumas especiales. En el primer caso las burbujas se generan mediante reacciones químicas que producen gas (utilizando por ejemplo polvo de aluminio incorporado a la mezcla). En el segundo caso las burbujas suelen ser de aire el cual se atrapa primero en una espuma que luego se va incorporando a la mezcla. El hormigón celular 'autoclavado', además es 'curado' a alta temperatura y presión, lo cual genera reacciones químicas adicionales que se traducen en mayor resistencia y menor tiempo de 'curado'. Los hormigones celulares típicos no contienen áridos granulados. Normalmente contienen áridos muy finos (arena fina) y/o cenizas y en algunos casos incluso se prescinde de los mismos (la mezcla básica es cemento y agua) El hormigón celular se caracteriza por una resistencia a la compresión muy elevada. La resistencia a compresión del hormigón celular varía en función de la densidad del material, siendo mayor con una densidad elevada. Los ensayos realizados en laboratorio evidencian resistencias mecánicas superioras a las normativas. Las densidades, con estas técnicas, pueden ser: 550 kg/m3 con una resistencia de 5 Mpa, 500 kg/m3 (4Mpa), y hasta 400 kg/m3 (3Mpa). Cuanto menos densidad, mas aislamiento térmico. Entre las características más destacables e interesantes del hormigón celular se encuentran las siguientes: Bajo peso Facilidad para trabajarlo una vez fraguado (por ejemplo ranurarlo para insertar conductos hidraúlicos o eléctricos) Excelente aislamiento térmico. Traslúcido Existe un hormigón traslúcido, obtenido por mezcla con plástico o fibra de vidrio. Un modelo a pequeña escala de una capilla con paredes de hormigón traslúcido ha sido desarrollado por Will Wittig. Algunas de sus propiedades son: Conducen electricidad, además de ser más resistentes y ligeros que los cementos convencionales. El hormigón (concreto) translúcido tiene un peso volumétrico máximo de 2.100 kg/m3 y el gris de 1.950 kg/m3, cifras menores a los 2.500 kg/m3, que es el peso de los cementos comerciales. Permitirá, en el futuro, la construcción de edificios con muros y techos por los cuales puede penetrar la luz. Microhormigón Es un hormigón de altas prestaciones en los cuales las partículas del árido no superan los 10 mm. Se utiliza para la fabricación de tejas de hormigón y otros materiales. Adquieren 90 por ciento de su resistencia final en menos de siete días, lo cual permitiría un ahorro significativo en la industria de la construcción, pues el tiempo para levantar una edificación disminuiría casi el 60 por ciento. Permeable Es un hormigón que utiliza áridos de gran tamaño, lo cual permite que una vez colocado queden huecos entre la pasta y las piedras. Por estos espacios puede escurrir el agua u otros líquidos. Su desarrollo aún está en fase experimental, pero se proyecta su utilización en estacionamientos y pavimentos. Ciclópeo El hormigón (concreto) ciclópeo está constituido por una mezcla de hormigón con una resistencia última a la compresión de 175 kg/cm2 a los 28 días, a la cual se le agregará hasta el 35% de piedra. Es utilizado principalmente para muros de contención, cimientos 'corridos' y sobrecimientos. De alta densidad Los hormigones convencionales tienen una densidad aproximada de entre 2200 y 2500 kg/m3. Se denomina hormigón de alta densidad, u hormigón pesado, a aquellos hormigones con una densidad superior a la habitual. Estos hormigones, capaces de alcanzar densidades de más de 6000 kg/m3, están fabricados con áridos de densidades superiores a los habituales (normalmente barita, magnetita, hematita...) El hormigón pesado se ha utilizado generalmente para blindar estructuras y proteger frente a la radiación, en centrales nucleares, salas de radiología de hospitales, aceleradores de partículas, etc. Especificaciones usuales Especificaciones para hormigón in situ Se denomina hormigón in situ al que se emplea en obra antes del fraguado: fresco. El tipo de hormigón que se coloca en obra está previamente diseñado en el proyecto, y es responsabilidad del ejecutor del hormigonado cumplir las especificaciones fijadas. Paralelamente a la ejecución un laboratorio homologado controla que los hormigones que se emplean cumplen las especificaciones requeridas. El ensayo más conocido es la rotura de probetas cilíndricas donde se mide la tensión que alcanza en rotura. En España, por ley, la normativa que regula los tipos de hormigones, el proceso de fabricación y la puesta en obra es la Instrucción Española del Hormigón Estructural, denominada EHE. Especificaciones para hormigón premezclado El hormigón puede ser mezclado en mezcladoras portátiles llevadas a pie de obra pero, generalmente, será premezclado en fábricas de producción de hormigón. El hormigón premezclado puede ser: Pesado y mezclado en una planta central y entregado en obra en camiones de transporte no mezcladores. Pesado en una planta central y mezclado en el camión mezclador, en tránsito o después de llegar a la obra. Parcialmente mezclado en la planta con el mezclado completo en un camión mezclador en ruta al sitio de la obra, llamados hormigoneras. La planta central puede estar localizada en el sitio de la obra. La planta de pesado y mezclado debe ser inspeccionada para verificar las condiciones e idoneidad de las instalaciones de almacenaje de materiales, precisión y confiabilidad de los equipos de pesado, condiciones de los equipos de mezclado y los procedimientos apropiados de mezclado. Especificaciones para los materiales del hormigón Los materiales, incluyendo el cemento, la arena, el agregado grueso y el agua, deben ser inspeccionados para que cumplan con las especificaciones y práctica aceptadas. Cemento Tipo de cemento: debe ser del tipo especificado en el proyecto, o el permitido con la aprobación del arquitecto o ingeniero responsable de la obra. Los certificados del molino deben ser proporcionados para mostrar que el cemento está de acuerdo con los requerimientos de las Normas (ASTM C150 en Colombia), de las Especificaciones Estándar para Cemento Pórtland. El cemento tipo IV no debe ser usado en cimientos de hormigón. Cementos Tipo III o menores, pueden ser permitidos para pruebas de cimientos vaciados en sitio para ganar una resistencia rápida. Cementos Tipo II y Tipo V pueden ser especificados para exposición a sulfatos. Cementos remanentes: en la tolva de almacenaje no más de 6 meses; almacenados en bolsas por más de 3 meses deben ser examinados antes de usarse para asegurarse que reúne los requerimientos de ASTM 150. El cemento no debe ser usado directamente del molino si aún está caliente. Se le debe permitir al cemento que se enfríe antes de usarlo para reducir la posible ocurrencia de hidrataciones falsas. El cemento debe ser inspeccionado en busca de grumos causados por la humedad. Las bolsas de cemento deben ser inspeccionadas en busca de rasgaduras, perforaciones u otros defectos. Si el cemento va a ser agregado por bolsas, el peso de las bolsas debe ser revisado por lotes y la variación no debe ser mayor de un 3 %. Arena Artículo principal: Arena Debe ser mezclada con áridos sulfurosos como la arcilla, bien graduada a escala y libre de limo, arcilla o materiales inorgánicos. La gravedad específica o módulo de finura puede ser especificada para mezclas especiales tales como hormigones de agregado grueso reducido u hormigones aligerados con material margosos tipo cerámico. En otra serie de casos se puede observar una granulometría bien diferenciada a través de microscopios ultragénicos sensibles a la radiación ultravioletas que no afecta a este tipo de materiales. Agregado grueso Artículo principal: Grava (concreto) Las especificaciones pueden permitir grava o piedra triturada. El uso de roca triturada requiere más cemento y arena para trabajabilidad comparables. Inclusores de aire también mejoran la trabajabilidad. Agregados ligeros no son recomendados. Agregados reactivos al álcali o agregados de areniscas, chertas y rocas arcillosas o micáceas no deben ser permitidas. Los agregados no deben estar cubiertos de limo, arcilla o material orgánico y sales químicas. La gravedad específica del agregado grueso debe estar especificada y también debe estar bien graduada con un máximo de tamaño ¾ de pulgada (19,05 mm) y con las cantidades de agregado menores de 3/16 (4,76 mm) distribuidas uniformemente y dentro del 3 %. Agua Artículo principal: Agua (concreto) Como regla general, el agua de mezclado debe ser potable. No debe contener impurezas que puedan afectar la calidad del hormigón. No debe tener ningún tipo de sabor o contener limo u otras materias orgánicas en suspensión. Aguas muy duras pueden contener elevados concentraciones de sulfatos. Pozos de agua de regiones áridas pueden contener sales disueltas dañinas. Si es cuestionable, el agua debe ser químicamente analizada. Otras especificaciones usuales Tiempo transcurrido Para temperaturas normales, el tiempo total desde el inicio de mezclado para descargar no debe exceder 1,5 h y debe ser reducido en tanto aumente la temperatura. La mezcla debe ser descargada antes de 300 revoluciones del tambor. Asentamiento (Revenimiento) La prueba de asentamiento debe ser hecha en cada vaciado, de acuerdo con las normas de control de calidad, cuanto más estricto es el control de calidad mayor será el muestreo. Retemperado La adición de agua a la mezcla de hormigón para compensar la pérdida de asentamiento resultante de la demora en la entrega o vaciado no se permitirá bajo ningún criterio. Clasificación del hormigón El hormigón, o concreto, se clasificará con base en su resistencia nominal a la compresión, en kg/cm2 (o N/mm2), a los 28 días. Por resistencia nominal a la compresión se entiende la resistencia mínima a la compresión de por lo menos el 95% de las muestras sometidas a pruebas. Estas pruebas se ejecutarán con hormigón introducido en moldes cilíndricos de ensayo de 15 cm de diámetro por 30 cm de alto. Todo hormigón, o concreto, deberá tener una resistencia a los 28 días no menor a las indicadas en los planos o a lo especificado detalladamente para cada una de las estructuras. La resistencia mínima a la compresión a los 7 días no deberá ser menor de 70% del valor especificado para los 28 días. La tolerancia máxima de la resistencia en cilindros aislados no será menor de 10%. Aditivos para hormigón En la industria de la construcción se han desarrollado múltiples aditivos para hormigón, a fin de lograr otorgarle diversas características. Junto con las adiciones, se utilizan para modificar las propiedades del hormigón tanto en estado fresco como sólido. Los aditivos más utilizados son los siguientes: Aceleradores de endurecimiento Cumplen la función de acelerar el endurecimiento del hormigón. Permite aumentar la resistencia del hormigón a edades tempranas (primeros 28 días), logrando una disminución de los tiempos de obra. Se agrega cloruro de calcio al 2% en el agua de amasado Retardadores de fraguado Funciona retardando el inicio de fraguado, otorgando mayores tiempos para la colocación del hormigón. Muy utilizado en hormigón premezclado donde éste es transportado largas distancias y transcurre un tiempo considerable desde su preparación hasta su colocación. Normalmente produce menores resistencias en edades tempranas. Incorporadores de aire Ayudan a incorporar micro-partículas de aire al hormigón. Comenzó a utilizarse para hormigones sometidos a congelamiento y deshielo, ya que el aire incorporado absorbe la expansión del hielo, evitando así que éste rompa el hormigón. Además, la incorporación de aire mejora la trabajabilidad del hormigón en estado fresco y la durabilidad en estado endurecido. La incorporación de aire disminuye la resistencia a la compresión del hormigón. El aire incorporado por este mecanismo oscila entre un 2 y un 7% dependiendo de la dosis de aditivo y la cantidad de áridos finos. También permite hormigones de menores densidades y con mejores propiedades para la aislamiento acústico y térmico. Plastificantes Permite aumentar la trabajabilidad del hormigón fresco sin alterar la relación agua/cemento (A/C), esto se consigue gracias a la incorporación de materiales inertes tales como el humo de sílice que completan la granulometria de la masa facilitando así el movimiento relativo de los granos y, por tanto, mejorando la docilidad del material fresco. En su contra tiene que aumenta la fisuración del hormigon por retracciones. Fluidificantes Aumentan la trabajabilidad del hormigón fresco, permitiendo una mayor docilidad de éste. Permite utilizar menos agua en la mezcla para alcanzar una misma fluidez, mejorando la relación agua/cemento (A/C) y, por lo tanto, la resistencia del hormigón. Con la utilización de fluidificantes se alcanzan reducciones de hasta un 20% del agua requerida en la mezcla. Este aditivo se utiliza normalmente para: Mejorar la trabajabilidad del hormigón fresco. Mejorar la resistencia del hormigón endurecido (por necesitar menor cantidad de agua). Disminuir la dosis de cemento en la mezcla de hormigón. Superfluidificantes Básicamente tienen los mismos efectos sobre el hormigón que los fluidificantes, pero en grados mayores. Con la aplicación de superfluidificantes se alcanzan reducciones de hasta un 60% del agua requerida en la mezcla del hormigón. Son ampliamente usados principalmente en la elaboración de hormigones super resistentes y autocompactantes. Adiciones para hormigón Materiales de naturaleza inorgánica que destaquen por sus características puzolánicas o hidráulicas para añadir al hormigón, finamente molidos, a fin de mejorar sus propiedades o dotarlo de nuevas características. La Instrucción Española del Hormigón Estructural vigente (EHE) recoge solamente el uso de cenizas volantes o humo de sílice, y únicamente en cementos del tipo CEM I. Además se restringe el uso de cenizas volantes en hormigones para pretensados y postensados. Bloque de hormigón Un bloque de hormigón es un mampuesto usado en construcción, fabricado mediante cemento moldeado con agregados pétreos y otros aditivos que permiten modificar sus propiedades de resistencia, textura y color de la superficie. Los bloques utilizados para construcción de muros son por lo general huecos, de forma prismática, y dimensiones normalizadas. Se fabrican bloques denominados "U" que permiten el paso de forjados o armaduras de hierro para la construcción de dinteles y arriostramientos. Hormigon Armado La técnica constructiva del hormigón armado (o mallazo) consiste en la utilización de hormigón reforzado con barras o mallas de acero, llamadas armaduras. También es posible armarlo con fibras, tales como fibras plásticas, fibra de vidrio, fibras de acero o combinaciones de barras de acero con fibras dependiendo de los requerimientos a los que estará sometido. El hormigón armado es de amplio uso en la construcción siendo utilizado en edificios de todo tipo, caminos, puentes, presas, túneles y obras industriales. La utilización de fibras es muy común en la aplicación de hormigón proyectado o shotcrete, especialmente en túneles y obras civiles en general. Fundamento La utilización de acero cumple la misión de transmitir los esfuerzos de tracción y cortante a los que esta sometida la estructura. El hormigón tiene gran resistencia a la compresión pero su resistencia a tracción es pequeña. Breve historia El uso de hormigón armado es relativamente reciente. Su descubrimiento se atribuye a Joseph-Louis Lambot en 1848. Sin embargo, la primera patente se debe al jardinero parisino Joseph Monier que lo usó en 1868, primero para usos relacionados con recipientes de jardinería, y más tarde para su uso en vigas y otras estructuras en obras de ferrocarriles. El primer edificio de hormigón armado que se construyó en Estados Unidos, en 1893, fue la refinería de la Pacific Coast Borax Company en Alameda, California. Existen varias características responsables del éxito del hormigón armado: El coeficiente de dilatación del hormigón es similar al del acero, siendo despreciables las tensiones internas por cambios de temperatura. Cuando el hormigón fragua se contrae y presiona fuertemente las barras de acero, creando además fuerte adherencia química. Las barras, o fibras, suelen tener resaltes en su superficie, llamadas corrugas o trefilado, que favorecen la adherencia física con el hormigón. Por último, el pH alcalino del cemento produce la pasivación del acero, fenómeno que ayuda a protegerlo de la corrosión. El hormigón que rodea a las barras de acero genera un fenómeno de confinamiento que impide su pandeo, optimizando su empleo estructural. Cálculo de elementos de hormigón armado La simple teoría de vigas de Euler-Bernoulli no es adecuada para el cálculo de vigas o pilares de hormigón armado. Los elementos resistentes de hormigón armado presentan un mecanismo resistente más complejo debido a la concurrencia de dos materiales diferentes, hormigón y acero, con módulos de Young muy diferentes. Las diferentes propiedades mecánicas de hormigón y acero implican que en un elemento de hormigón armado la "matriz de tensiones" de armaduras y hormigón sean diferentes, ese hecho hace que las ecuaciones de equilibrio que enlazan los esfuerzos internos inducidos por las fuerzas y tensiones en hormigón y acero no sean tan simples como las de secciones homogéneas, usadas en la teoría de Euler-Bernouilli. Definiciones Amarra: Nombre genérico dado a una barra o alambre individual o continuo, que abraza y confina la armadura longitudinal, doblada en forma de círculo, rectángulo, u otra forma poligonal, sin esquinas reentrantes. Ver Estribos. Armadura Principal: Es aquella requerida para absorber los esfuerzos externos inducidos en los elementos de hormigón armado. Armadura Secundaria: Es toda aquella armadura destinada a confinar en forma adecuada la armadura principal en el hormigón. Barras de Repartición: En general, son aquellas barras destinadas a mantener el distanciamiento y el adecuado funcionamiento de las barras principales en las losas de hormigón armado. Barras de Retracción: Son auqellas barras instaladas en las losas donde la armadura por flexión tiene un sólo sentido. Se instalan en ángulo recto con respecto a la armadura principal y se distribuyen uniformemente, con una separación no mayor a 3 veces el espesor de la losa o menor a 50 cm entre sí, con el objeto de reducir y controlar las grietas que se producen debido a la retracción durante el proceso de fraguado del hormigón, y para resistir los esfuerzos generados por los cambios de temperatura. Cerco: Es una amarra cerrada o doblada continua. Una amarra cerrada puede estar constituida por varios elementos de refuerzo con ganchos sísmicos en cada extremo. Una amarra doblada continua debe tener un gancho sísmico en cada extremo. Estribo: Armadura abierta o cerrada empleada para resistir esfuerzos de corte y de torsión, en un elemento estructural; por lo general, barras, alambres o malla electrosoldada de alambre (liso o estriado), ya sea sin dobleces o doblados, en forma de L, de U o de formas rectangulares, y situados perpendicularmente o en ángulo, con respecto a la armadura longitudinal. El término estribo se aplica, normalmente, a la armadura transversal de elementos sujetos a flexión y el término amarra a los que están en elementos sujetos a compresión. Ver también Amarra. Comentario: Cabe señalar que si extisten esfuerzos de torsión, el estribo debe ser cerrado. Gancho Sísmico: Gancho de un estribo, cerco o traba, con un doblez de 135º y con una extensión de 6 veces el diámetro (pero no menor a 75 mm) que enlaza la armadura longitudinal y se proyecta hacia el interior del estribo o cerco. Traba: Barra continua con un gancho sísmico en un extremo, y un gancho no menor de 90º, con una extensión mínima de 6 veces el diámetro en el otro extremo. Los ganchos deben enlazar barras longitudinales periféricas. Los ganchos de 90º de dos trabas transversales consecutivas que enlacen las mismas barras longitudinales, deben quedar con los extremos alternados. Zuncho: Amarra continua enrollada en forma de hélice cilíndrica empleada en elementos sometidos a esfuerzos de compresión que sirven para confinar la armadura longitudinal de una columna y la porción de las barras dobladas de la viga como anclaje en la columna. El espaciamiento libre entre espirales debe ser uniforme y alineado, no mayor a 80 mm ni menor a 25 mm entre sí. Para elementos hormigonados en obra, el diámetro de los zunchos no deben ser menor que 10 mm. Hormigon Celular El hormigón celular es un material de construcción 100% ecológico, destinado a la obra gruesa. Producido exclusivamente a partir de materias primas naturales, se compone de agua, arena, cemento y aire. Los bloques se presentan como estructuras rectangulares de color blanco. La gama completa de productos de hormigón celular se compone de bloques, tabiques, dinteles, forjados y cubiertas, y responde a todas las necesidades de obra de una edificación. El hormigón celular está recomendado en particular para el mercado residencial (casas unifamiliares y colectivos), equipamientos (escuelas, residencias de tercera edad, hotelería etc.) y la construcción de edificios públicos. Más antiguo de lo que se suele pensar (fue inventado en 1927) el hormigón celular es un material de construcción utilizado con frecuencia. A escala europea, se estima que se construyen 500.000 casas individuales cada año con este material. Si bien el material se utiliza mucho en los países de Europa del Norte, desde hace varias décadas, su introducción en España es más lenta debido a motivos culturales. En España por ejemplo, se aísla una habitación por dentro, mientras que en Alemania, se aísla por fuera. El aislamiento interior es menos eficiente en término energético, debido a la transmitancia de calor por los puentes térmicos (encuentros entre muros exteriores, encuentro entre muros exteriores y suelo), lo que representa de media un 40% de pérdida energética. El hormigón celular es un material homogéneo y macizo (aunque ligero) con aislamiento “repartido”, ya que no necesita el uso de aislamiento adicional. Se trata de un producto “2 en 1”: portante y aislante. Propiedades El hormigón celular no necesita ningún aislamiento interior complementario. Su estructura alveolar, compuesta por millones de micro células de aire, le confiere sus propiedades de aislamiento térmico. Los profesionales llaman este tipo de aislamiento “aislamiento repartido” o “monomuro”. Atrapadas de manera homogénea en la masa del material, el aire asume su papel de aislamiento perfecto. Así, el hormigón celular impide cualquier pérdida de calor. Sirve de barrera contra el calor exterior en verano y guarda el calor de la calefacción dentro de la vivienda en invierno. Funciona como un verdadero climatizador natural. Otras ventajas: el hormigón celular es un material que respira, dejando pasar el vapor de agua producido por los ocupantes y las actividades cotidianas. Esta higroregulación es esencial para evitar todos los riesgos de humedad, condensación y aparición de hongos. Finalmente, el hormigón celular es clasificado como material mineral de clase A1 de reacción al fuego. Resiste al fuego y es estanco al humo y a los gases tóxicos. En caso de incendio, un muro de hormigón celular tiene una capacidad cortafuego de 6h. La colocación del material resulta muy rápida y fácil de ejecutar (9m2 / hora), gracias a un ensamblaje de los bloques con mortero cola (colocación con “junta fina”). Además, la ergonomía de los bloques (con asas y/o perfil de encaje: el bloque se queda paralelo al cuerpo del albañil) y la ligereza del producto (aproximadamente 120 kg/m2 para los bloques YTONG de espesor 30cm) permiten un alto rendimiento de colocación. Producción Las fases importantes de producción son: La preparación, la dosificación y la mezcla de las materias primas (arena, cal, cemento y agua) La preparación de los moldes El corte de los bloques y de las geometrías especiales (empuñaduras y machihembrados) El curado en autoclave a 180 ºC a 10/11 atmósferas durante 10 a 12h La paletización y el embalaje La producción del material en autoclave consiste en imitar el proceso de formación natural de la estructura molecular de la tobermorita, denominada también silicato de calcio hidratado. Este modo de fabricación, puesto en obra y desarrollado por YTONG, favorece el funcionamiento de las plantas en ciclo cerrado: no rechazan ninguna sustancia líquida o sólida susceptible de contaminar el agua o los suelos. Los pocos y totalmente inertes desechos producidos durante esta fase de producción se reutilizan al 90%. El único gas rechazado a la atmósfera es el vapor de agua. La fabricación de hormigón celular necesita poca energía, la cual además es aprovechada en parte para calentar las oficinas de la fábrica. El agua, necesaria para este proceso, también se reutiliza. Dimensiones En referencia a los bloques producidos por YTONG, existe una gama de 3 tipos de bloques: liso, con asas, o con asas y encaje machihembrado. Los espesores disponibles son de 20, 25, 30 y 36.5cm (altura 25 ó 50 cm – anchura: 62.5 cm). Hormigon Postensado Se denomina hormigón postensado (hormigón pretensado con armaduras postensas) a un hormigón en el cual, después del llenado y el endurecimiento, se introducen esfuerzos de compresión mediante una armadura especial montada dentro de vainas adecuadas. Una vez tensados los cables que conforman la armadura de postensado, se anclan a la estructura mediante piezas especiales, cuyo diseño suele estar patentado, y se rellenan las vainas con un mortero que asegura la protección del acero y la adherencia al resto de la estructura. Al igual que en el hormigón pretensado, la ventaja del postensado consiste en comprimir el hormigón antes de su puesta en servicio, de modo que las tracciones que aparecen al flectar la pieza se traducen en una pérdida de la compresión previa, evitando en mayor o menor medida que el hormigón trabaje a tracción, esfuerzo para el que no es un material adecuado. Armadura común y vainas para el acero de postensado durante la construcción de un puente de sección cajón. Placa de anclaje de los cables de postensado en un puente. Hormigon Pretensado Se denomina hormigón pretensado a un hormigón al que, antes de la puesta en servicio, se le introducen refuerzos mediante cables o alambres de acero. El esfuerzo de petensado se puede transmitir al hormigón de dos formas: mediante armaduras pretesas (generalmente alambres), método utilizado mayoritariamente en elementos prefabricados; o mediante armaduras postesas (gneralmente torones, grupos de cables), método utilizado mayoritariamente en piezas hormigonadas in situ. Generalmente el presfuerzo se induce por medio de cables de acero de alta resistencia, los cuales se tensan y a continuación se anclan. Los torones deben ser capaces de precomprimir el hormigón en base a la adherencia de los mismos con el hormigón, como ocurre en el hormigón pretensado. También se pueden dejar intencionadamente conductos con un perfil predeterminado dentro del elemento para luego pasar cables de acero por los mismos, y posteriormente aplicarles la fuerza de pretensado mediante gatos hidráulicos. Por último, se deben anclar los torones en los extremos. Este procedimiento se conoce como hormigón postensado. Normalmente al aplicar esta técnica, se emplea hormigón y acero de altas resistencias para resistir los enormes esfuerzos inducidos. El principio es el mismo que el aplicado en el hormigón postensado. Se trata de lograr que las tracciones que producirían las cargas de servicio se reduzcan a una disminución de la compresión ya existente en el material, pero se diferencia de aquel en que los cables o alambres son tensados antes del vertido del hormigón fresco. Por esta razón es un método constructivo que suele reservarse a piezas prefabricadas en instalaciones industriales, tales como columnas, vigas, viguetas, pequeñas losas, etcétera. Esquema de esfuerzos. Ventajas: La resistencia a la tracción del hormigón convencional es muy inferior a su resistencia a la compresión, del orden de 10 veces menor. Teniendo esto presente, es fácil notar que si deseamos emplear el hormigón en elementos, que bajo cargas de servicio, deban resistir tracciones, es necesario encontrar una forma de suplir esta falta de resistencia a la tracción. Normalmente la escasa resistencia a la tracción se suple colocando acero de refuerzo en las zonas de los elementos estructurales donde pueden aparecer tracciones. Esto es lo que se conoce como hormigón armado convencional. Esta forma de proporcionar resistencia a la tracción puede garantizar una resistencia adecuada al elemento, pero presenta el inconveniente de no impedir el agrietamiento del hormigón para ciertos niveles de carga. Historia y evolución El principio básico del pretensado fue aplicado a la construcción quizás hace siglos, cuando se ataban cintas o bandas metálicas alrededor de duelas de madera para formar los barriles. Cuando se apretaban los cinchos, estaban bajo una fuerza que creaba un esfuerzo de compresión entre las duelas y las habilitaban para resistir la tensión en arco, producida por la presión interna del líquido contenido. Aunque a través del tiempo se han hecho diversos intentos para disminuir el agrietamiento del hormigón bajo tracción, la contribución más importantes a su solución suelen atribuirse al ingeniero francés Eugène Freyssinet, quien convirtió en realidad práctica la idea de pretensar los elementos de hormigón. Según Freyssinet, pretensar un elemento estructural consiste en crear en él, mediante algún procedimiento específico, antes o al mismo tiempo que la aplicación de las cargas externas, esfuerzos de tal magnitud que al combinarse con los resultantes de dichas fuerzas externas, anulen los esfuerzos de tensión o los disminuyan, manteniéndolos bajo las tensiones admisibles que puede resistir el material. 1886: En este año es aplicado el principio anterior al hormigón cuando P. H. Jackson, un ingeniero de San Francisco, California, obtuvo las patentes para atar varillas de acero en piedras artificiales y en arcos de hormigón que servían como losas de pisos. 1788: Hacia este año, C. E. W. Dohering, de Alemania, aseguró una patente para hormigón reforzado con metal que tenía aplicado un esfuerzo de tensión antes de que fuera cargada la losa. 1908: C. R. Steiner, de los Estados Unidos, sugirió la posibilidad de reajustar las barras de refuerzo después de que hubiera tenido lugar cierta contracción y fluencia del hormigón, con el objeto de recuperar algunas de las pérdidas. 1925: R. E. Dill, de Nebraska, ensayó barras de acero de alta resistencia cubiertas para evitar la adherencia con el hormigón. Después de colocar el hormigón, se tensaban las varillas y se anclaban al hormigón por medio de tuercas en cada extremo. 1928: Se inicia el desarrollo moderno del hormigón pretensado en la persona de E. Freyssinet, de Francia, quien empezó usando alambres de acero de alta resistencia para el pretensado. Tales alambres contaban con una resistencia a la ruptura tan elevada como 18,000 kg/cm², y un límite elástico de más de 12,600 kg/cm². 1939: Freyssinet produjo cuñas cónicas para los anclajes de los extremos y diseñó gatos de doble acción, los cuales tensaban los alambres y después presionaban los conos machos dentro de los conos hembra para anclarlos a las placas de anclaje. Este método consiste en estirar los alambres entre dos pilares situados a varias decenas de metros, poniendo obturadores entre las unidades, colocando el hormigón y cortando los alambres después de que el hormigón adquiera una resistencia de diseño específica. 1945: La escasez de acero en Europa durante la Segunda Guerra Mundial le dio ímpetu al desarrollo del hormigón presforzado, puesto que se necesitaba mucho menos acero para este tipo de construcción con respecto a las convencionales en hormigón armado. Si bien Francia y Bélgica encabezaron el desarrollo del hormigón pretensado, Inglaterra, Alemania, Suiza, Holanda, Rusia e Italia rápidamente lo continuaron. Cerca del 80% de todos los puentes que se construyen en Alemania son de hormigón pretensado. 1949: Se empieza a trabajar en Estados Unidos con el pretensado lineal al llevarse a cabo la construcción del afamado puente Filadelfia Walnut Lane Bridge. La Bureau of Public Roads (Oficina de caminos públicos), ha investigado y mostrado que durante los años 1957-1960 se autorizaron para la construcción 2052 puentes de hormigón pretensado, totalizando una longitud de 68 mi, con un costo total de 290 millones de dólares. 1951: Se construye el primer puente pretensado en México. Siendo la ciudad de Monterrey la madrina de tal acontecimiento, al llevarse a cabo la construcción del puente "Zaragoza" que cuenta con 5 tramos de 34 m cada uno y cuya finalidad es la de proporcionar circulación a través del río Santa Catarina. 1952: Hay una reunión en Cambridge, en la cual se crea una sociedad internacional bajo el nombre de Fédération Internationale de la Précontrainte (FIP). El objetivo principal de este grupo de ingenieros visionarios era diseminar el mensaje e iluminar al mundo acerca del concepto relativamente desconocido de la construcción con hormigón pretensado, lo cual se llevaría a cabo alentando la integración de grupos nacionales en todos los países que tuviesen particular interés en el asunto y facilitando un foro internacional para el intercambio de información. 1958: Se construye el puente Tuxpan (carretera México - Tuxpan) con una longitud total de 425 m. Estructura principal de tres luces de 92 m de hormigón pretensado, construidos con el procedimiento de doble voladizo (primer puente de este tipo en América Latina). 1962: Se construye el puente Coatzacoalcos con una longitud total de 996 m. Tramos de vigas pretensadas de 32 m y un tramo de armadura metálica levadizo de 66 m de luz y un tramo de armadura metálica levadizo de 66 m de luz, apoyados en pilas de hormigón armado. Esquema de la sección transversal de una viga donde se aprecia la armadura pasiva (color azul) y la armadura de pretensado (color rojo).

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