FUNDAMENTOS DEL HORMIGON SIMPLE1.1 INTRODUCCIONEl hormign es una piedra artificial formada al mezclar apropiadamente cuatro componentes bsicos: cemento, arena, grava y agua.Las propiedades del hormign dependen en gran medida de la calidad y proporciones de los componentes en la mezcla, y de las condiciones de humedad y temperatura, durante los procesos de fabricacin y de fraguado.Para conseguir propiedades especiales del hormign (mejor trabajabilidad, mayor resistencia, baja densidad, etc.), se pueden aadir otros componentes como aditivos qumicos, microslice, limallas de hierro, etc., o se pueden reemplazar sus componentes bsicos por componentes con caractersticas especiales como agregados livianos, agregados pesados, cementos de fraguado lento, etc.El hormign ha alcanzado importancia como material estructural debido a que puede adaptarse fcilmente a una gran variedad de moldes, adquiriendo formas arbitrarias, de dimensiones variables, gracias a su consistencia plstica en estado fresco.Al igual que las piedras naturales no deterioradas, el hormign es un material sumamente resistente a la compresin, pero extremadamente frgil y dbil a solicitaciones de traccin. Para aprovechar sus fortalezas y superar sus limitaciones, en estructuras se utiliza el hormign combinado con barras de acero resistente a la traccin, lo que se conoce como hormign armado.1.2 LOS MATERIALES CEMENTANTESSon materiales aglomerantes que tienen las propiedades de adherencia y cohesin requeridas para unir fragmentos minerales entre s, formando una masa slida continua, de resistencia y durabilidad adecuadas.Dentro de esta categora, adems de los cementos propiamente dichos, se encuentran materiales empleados con menos frecuencia como las cales, los asfaltos y los alquitranes.Para fabricar hormign estructural se utilizan nicamente los cementos hidrulicos (utilizan agua para reaccionar qumicamente y adquirir sus propiedades cementantes durante los procesos de endurecimiento inicial y fraguado). Entre los diferentes cementos hidrulicos destaca, por su uso extendido, el cemento Portland, existiendo adems los cementos naturales y los cementos con alto contenido de almina.El cemento Portland es un polvo muy fino, de color grisceo, que se compone principalmente de silicatos de calcio y de aluminio, que provienen de la combinacin de calizas, arcillas o pizarras, y yeso, mediante procesos especiales. El color parecido a las piedras de la regin de Portland, en Inglaterra, dio origen a su nombreEl proceso de manufactura del cemento consiste, esencialmente, en la trituracin de los materiales crudos (calizas y arcillas); su mezcla en proporciones apropiadas; y su calcinacin a una temperatura aproximada de 1400C, dentro de un cilindro rotativo, lo que provoca una fusin parcial del material, conformndose bolas del producto llamadas clinker. El clinker es enfriado y luego es molido junto con el yeso hasta convertirlo en un polvo fino llamado cemento Portland.Existen diversos tipos de cemento Portland: Tipo I: Se lo conoce como cemento Portland ordinario, que es el de mayor utilizacin en el mercado. Se lo utiliza en hormigones normales que no estarn expuestos a sulfatos en el ambiente, en el suelo o en el agua del subsuelo. Tipo II: Son cementos con propiedades modificadas para cumplir propsitos especiales, como cementos antibacteriales que pueden usarse en piscinas; cementos hidrfobos que se deterioran muy poco en contacto con sustancias agresivas lquidas; cementos de albailera que se los emplea en la colocacin de mampostera; cementos impermebilizantes que se los utiliza en elementos estructurales en que se desea evitar las filtraciones de agua u otros fluidos, etc. Tipo III: Son los cementos de fraguado rpido, que suelen utilizarse en obras de hormign que estn en contacto con flujos de agua durante su construccin o en obras que pueden inestabilizarse rpidamente durante la construccin. Tipo IV: Son los cementos de fraguado lento, que producen poco calor de hidratacin. Se los emplea en obras que contienen grandes volmenes continuos de hormign como las presas, permitiendo controlar el calor emitido durante el proceso de fraguado. Tipo V: Son cementos resistentes a los sulfatos que pueden estar presentes en los agregados del hormign o en el propio medio ambiente. La presencia de sulfatos junto con otros tipos de cementos provoca la desintegracin progresiva del hormign y la destruccin de la estructura interna del material compuesto.1.3 LOS ARIDOSEn los hormigones estructurales, los ridos o agregados ocupan alrededor de las tres cuartas partes del volumen total del hormign; el volumen restante est constituido por pasta endurecida de cemento, agua sin combinar y burbujas de aire.Mientras mayor sea el nivel de compactacin del hormign, mejor ser su resistencia y ms econmica ser su fabricacin; por esta razn resulta importante cuidar la granulometra (tamao de los granos y distribucin estadstica de esos tamaos de grano) de los ridos. Tambin es importante que las caractersticas mecnicas de los ridos sean adecuadas y que los ridos estn libres de impurezas. Los ridos naturales se clasifican en finos y gruesos. Los ridos finos o arenas pasan por el tamiz # 4. Los ridos gruesos no atraviesan el tamiz # 4 y se conocen como gravas (ripio en nuestro medio).Los ridos gruesos presentan mejores propiedades de adherencia con la pasta de cemento cuando son triturados, lo que les dota de aristas (los ridos con superficie redondeada tienen menor adherencia).1.4 DOSIFICACION DE HORMIGONESLas proporciones en que se mezclan los componentes bsicos y complementarios del hormign constituyen su dosificacin. Las propiedades del hormign endurecido dependen de la dosificacin inicial de los componentes bsicos y complementarios, del proceso de mezclado, y del proceso de curado.En trminos generales los agregados dotan al hormign de una estructura interna en la que los agregados ms finos se intercalan entre los agregados ms gruesos.

La pasta de cemento (cemento ms agua), por su parte, llena los espacios libres entre partculas de ridos, y durante el proceso de fraguado genera cristales hidratados que unen qumicamente las partculas de agregados. La formacin de estos cristales es una reaccin qumica exotrmica (genera calor) que siempre requiere de agua para que tenga lugar, siendo mucho ms intensa la reaccin (la creacin de los cristales cohesivos) en los primeros das posteriores a la fabricacin del hormign, y luego va disminuyendo progresivamente en su intensidad con el tiempo. Normalmente, dentro del hormign, una parte del cemento no alcanza a combinarse con el agua, por lo que permanece como cemento no hidratado.

Para asegurar que las reacciones de fraguado continen, a partir del endurecimiento inicial del hormign (que normalmente se produce en las primeras doce horas despus del mezclado), se requiere dotar continuamente de agua de curado al hormign, la que sirve para reponer el agua de amasado evaporada por el calor emanado como producto de las reacciones qumicas. Esta agua de curado usualmente se la proporciona humedeciendo la superficie de los elementos de hormign.La propiedad de diseo ms importante del hormign constituye su resistencia; la propiedad constructiva ms importante es su trabajabilidad. Usualmente estas dos propiedades son mutuamente conflictivas durante la construccin.En general una relacin agua/cemento (a/c) baja, medida al peso, que mantenga una adecuada trabajabilidad en el hormign fresco, conduce a hormigones de mayor resistencia y mejor calidad.Se requiere aproximadamente una relacin a/c mnima de 0.25 para que todo el cemento presente en la mezcla reaccione qumicamente con el agua formando pequeos puentes cristalizados entre las superficies de las partculas de ridos. Estos cristales son los responsables de la cohesividad entre las partculas y de la resistencia del hormign en general.Cualquier exceso de agua durante el amasado, por encima de la relacin a/c de 0.25, se convertir, luego del fraguado inicial, en espacios vacos por la evaporacin del agua (o espacios con agua que no alcanza a escapar de los poros luego del fraguado) que disminuyen considerablemente la resistencia del hormign, y tambin provocar que los puentes cristalizados tengan mayor longitud y sean menos resistentes.Lamentablemente una relacin a/c cercana a 0.25 (que en teora nos proporcionara la mayor resistencia), no puede ser conseguida en un hormign normal, pues la disminucin de agua de amasado provoca una prdida importante de trabajabilidad e inclusive puede llegar a imposibilitar la consecucin de una mezcla apropiada. Para asegurar una mezcla homognea y una trabajabilidad razonable en un hormign normal (sin aditivos) sern necesarias relaciones a/c mnimas del orden de 0.60La falta de agua de curado durante el fraguado del hormign (particularmente en los primeros das en que las reacciones son ms intensas) tiene efectos adversos sobre la resistencia final del hormign, pues provoca que las partculas de cemento no reaccionen totalmente, dando lugar a pocos cristales de unin entre partculas de ridos, con lo que disminuye la cohesin.1.5 LOS ADITIVOSExisten aditivos qumicos que, en proporciones adecuadas, cambian (mejoran) las caractersticas del hormign fresco, del hormign endurecido y del proceso de fraguado.Los aditivos plastificantes son los ms utilizados en nuestro medio, y permiten que la trabajabilidad del hormign fresco mejore considerablemente, por lo que se los suele utilizar en hormigones que van a ser bombeados y en hormigones que van a ser empleados en zonas de alta concentracin de armadura de hierro. Estos mismos aditivos pueden conseguir que, manteniendo la trabajabilidad de un hormign normal, se reduzca la cantidad de agua de amasado mejorando con ello la resistencia del hormign.Existen aditivos superplastificantes (tambin se los conoce en el mercado como reductores de agua de alto rango) que pueden convertir a un hormign normal en un hormign fluido, que no requiere de vibracin para llenar todos los espacios de las formaletas, inclusive en sitios de difcil acceso para el hormign. As mismo, si se mantiene una trabajabilidad normal, estos aditivos permiten la reduccin de la relacin agua/cemento hasta valores cercanos a 0.30, consiguindose hormigones de mediana resistencia (entre 350 Kg/cm2 y 420 Kg/cm2) y hormigones de alta resistencia (mayores a 420 Kg/cm2).

Los aditivos acelerantes permiten que el endurecimiento y fraguado de los hormigones se produzca ms rpidamente en la fase inicial. Usualmente se los emplea cuando se desea desencofrar en menor tiempo las formaletas. Un efecto similar puede obtenerse utilizando cementos de fraguado rpido o mediante un proceso de curado con vapor de agua circulante.Existen aditivos de fraguado extra rpido que se emplean en casos en que se requiera un endurecimiento y fraguado del hormign en pocos minutos, como en la fundicin de elementos dentro de cauces de ros, en el mar o en tneles.Los aditivos retardantes retrasan el endurecimiento inicial del hormign, manteniendo por ms tiempo su consistencia plstica. Se los suele utilizar en climas clidos para evitar el fraguado anticipado por evaporacin del agua de amasado, y en obras masivas de hormign en que se quiere controlar la cantidad de calor emitida por el proceso de fraguado.La aceleracin o desaceleracin del proceso de fraguado mediante aditivos o mediante cementos apropiados, a ms de afectar la velocidad de obtencin de resistencia del hormign a corto plazo, tiene efecto sobre la resistencia del hormign a largo plazo.La aceleracin inicial del proceso conduce a resistencias menores a largo plazo, pues el agua de curado tiene menor nivel de penetracin por el endurecimiento del hormign.La desaceleracin inicial del proceso determina resistencias mayores a largo plazo, pues el curado se vuelve ms eficiente.

Hay aditivos introductores de aire que producen burbujas de aire dentro del hormign, los que se utilizan en estructuras que estn sometidas a procesos de congelamiento y descongelamiento peridico, poco frecuentes en nuestro medio (se los suele utilizar en refugios para ascencionismo). Los introductores de aire tienen como efecto colateral la disminucin de la resistencia del hormign aproximadamente en un 5% por cada 1% de burbujas de aire introducidas.Existen sustancias especiales, como la ceniza volcnica pulverizada (fly ash) o la cscara de arroz quemada y pulverizada, que por su composicin qumica apropiada y por su granulometra an ms pequea que la del cemento, mejoran la resistencia del hormign a largo plazo.El uso de aditivos requiere de mezclas de prueba en laboratorio o en obra, antes de ser utilizados en las estructuras, porque ocasionalmente pueden provocar reacciones indeseables con ciertos tipos de cemento y con otros aditivos.1.6 REFERENCIAS1.1 A. Neville, Properties of Concrete, Pitman Publishing Limited.

NOCIONES SOBRE EL HORMIGON ARMADOBreve resea histrica.En Francia tuvo su. origen el hormign armado. En 1854 el industrial Lambot descubre el interesante hecho, es decir: el aumento de resistencia del hormign al armarlo con hierro y construye la primera embarcacin con estos materiales, que an se conserva y se exhibe en el Parque de Miraval.En 1861 el Ing. Coignet obtiene una patente ya para la ejecucin de ciertas estructuras de hormign armado. En 1867, J. Monier, obtiene tambin la patente para la construccin de cubos y tuberas con este material y consigue reducir notablemente los espesores de las estructuras, debido a la adecuada y razonable distribucin de la armadura metlica.En los aos posteriores al 1875 el Ing. Hennebicq estudia cientficamente este nuevo tipo de construccin y llega as a ejecutar obras de cierta importancia y magnitud.Recin en 1884 una Empresa constructora de Alemania adquiere los derechos de la patente perfeccionada de Monier para aplicar el hormign armado en ese pas. Ms o menos en esta misma poca el Ing. Emperger de la Universidad de Viena se interesa por el hormign armado y lo estudia, aplicndole las leyes y reglas de la Mecnica aplicada a las Construcciones llega as a fundar la actual teora del clculo, basndose adems en los resultados de numerossimos ensuyos mecnicos de estructuras de hormign arrnado. Con todo derecho se le llama "abuelo del hormign armado".Paralelamente a los estudios e investigaciones de Emperger. los profesores Mrsch y Probst, a su vez, contribuveron eficazmente al estudio y perfeccionamiento de mtodos de clculo de este nuevo sistema de Construccin, llegando as estos investigadores y muy especialmente el ilustre profesor Dr. Ing. Marcus a formar una teora cientfica para el clculo del Hormign Armado.En E.E.U.U. en el ao 1875 se inician los ensayos de aplicacin de este nuevo material en las construcciones. En ese ao Ward aplica, por primera v ez, el hormign armado en la construcci6n de entrepisos, como tambin Hyatt en varias clases de estructuras. Pero recin en el ao 1890 se generaliza y se adopta este sistema de construccin en las obras en general.DEFINICION DEL HORMIGON ARMADOUna estructura de hormign armado est formada : de hormign (cemento portland, arena y pedregullo o canto rodado) y de una armadura metlica, que consta de hierros redondos, la que se coloca donde la estructura - debido a la carga que soporta - est expuesta a esfuerzos de traccin. En cambio, se deja el hormign solo, sin armadura metlica, donde este sufre esfuerzos de compresin.Tal disposicin de los dos materiales (hormign y hierro) est basado en el hecho de que el hormign resiste de por s muy bien a la compresin (hasta 50 Kg. por cm, siendo que el hierro presenta una gran resistencia a la traccin, de I000 a 1200 Kg. por cm: y ms).Viga o losa simplemente apoyada.Veamos como se comporta una pieza prismtica AB (fig. 1), sometida a una-carga P y asentada libremente sobr dos apoyos. Debido a la accin de la carga, la pieza flexiona, se deforma, se curva y toma la posicin indicada t p con lneas punteadas.

Fi g. 1Observando la nueva posicin de la pieza, notamos que su plano inferior AB sufri un alargamiento y sus fibras resultan estiradas, debido a la traccin que se desarrolla en esa parte de la pieza.En cambio, el plano superior DE se acort. Sus fibras resultan comprimidas por desarrollarse ah esfuerzos de compresin.Si tomamos una seccin normal (a) se ve que la flexin origin su giro relativo y ella tom la posicin (a'), teniendo como centro de giro el punto (o) y la sucesin de estos puntos dar una lnea (mn), llamada eje neutro -fibra neutra - exenta de tensiones, quedando as la pieza dividida en dos zonas, una superior, expuesta a la compresin y la otra inferior, sujeta a la traccin.La recta AB (fig. 2) es la seccin transversal de una pieza de hormign. La lnea EE' limita las tensiones (representada linealmente en escala) originadas en el material, bajo la accin de las fuerzas exteriores que actan sobre la pieza. Las ordenadas de la lnea EE', con respecto a la seccin AB, son proporcionales a las intensidades de las compresiones y tracciones que se desarrollan en el material. Ntese qua las ordenadas, representativas de las tensiones, van aumentando a medida que se alejan del eje neutro y resultan proporcionales a la distancia a tal eje. Las reas AOE y BOE' son diagramas representativos de los esfuerzos de Compresin y de Traccin respectivamente, cuyas resultantes pasan por los centros de gravedad.

Fig. 2Para que haya equilibrio, ambas tensiones deben ser iguales entre si (C = T) y, como son paralelas y de sentido contrario, forman una cupla cuyo brazo de palanca es (z) - brazo elstico.Las tensiones de compresin van disminuyendo gradualmente desde la arista superior - donde ellas son mximas, - hasta el eje neutro, donde se anulan. Las de viga o losa, tensiones de traccin van aumentando gradualmente desde el eje neutro hasta la arista inferior, donde ellas son mximas.Si se construye la pieza de hormign solamente, esta se agrietara en su cara inferior y hasta se rompera por causa de los esfuerzos de traccin, - por el hecho de que el hormign opone una resistencia insignificante a esta clase de esfuerzos. Para evitar t,ales grietas o rutura se colocan, en la parte inferior de la pieza, harras redondas de hierro, cuya misin es contrarrestar y absorber estos esfuerzos de traccin. En cambio, en la parte superior, donde se, originan solamente tensiones de compresin, no se colocan hierros, ya nue el hormi~on ofrPc:e una resistencia muy considerable a la compresin.

Fig.3La viga o losa quedara construida en la forma indicada en la fig. 3 y as formaremos una pieza rgida, en la cual las tensiones de compresin sern absorbidas por el hormign y las de traccin por 1a armadura metlica.A medida que esta ltima va aumentando en su cuanta, la resistencia unitaria global del hormign armado va creciendo aproximadamente en la siguiente forma:Cuanta de la armadura metlicac =0%0.250.50.7511.251.5%

Resistencia global del hormign armado en Kg./ cm304075110145175210

El porcentaje de la armadura metlica su cuanta (c) est expresado con respecto a la seccin del prisma de hormign.(Fig..3)

Viga o losa en voladizo.Veamos ahora como se comporta una viga ABED empotrada en uno de sus extremos y libre en el otro y cargada con un peso P.

Fig. 4Bajo la accin de la carga la pieza posicin AB'E'D observando la figura vemos, en este caso, que 1as fibras de la cara superior se irn alargando, por estar sometidas a traccin. Mientras que las fibras de la cara inferior se han acortado por la tensin de compresin.La viga quedara construda en la forma en que se indica en la fig. 5, colocando 1a armadura metlica en 1a parte superior. El mismo criterio de construccin se aplica en la ejecucin de losas en voladizo (balcn).

Fig. 5.Viga o losa empotrada.Caso de una viga o losa empotrada en sus ambas extremidades. Bajo 1a accin de la carga la pieza tomar la posicin indicada con lneas punteadas. Observando esta nueva posicin, vemos que en los apoyos se origina traccin en la zona superior AB y compresin en la zona inferior CD. (fig. 6).

Fig. 6.En cuanto en el tramo de la viga o losa, se origina la compresin en la zona superior BB y traccin en la inferior DD. Recordando que la armadura metlica debe colocarse donde hay esfuerzos de traccin, esta pieza se construir en la forma indicada en la Fig. 7.

Fig. 7.Viga o losa contnua.Es el caso de una viga o losa asentada sobre varios apoyos (ms de dos) : 1 - 2 - 3 - 4.Bajo la accin de la carga, la viga o losa tomar la posicin indicada con lneas punteadas (fig 8) y observndola vemos: que sobre los apoyos, en las zonas superiores AB y EF, se originan tensiones de traccin y en las zonas inferiores MN, tensiones de compresin.

Ver el Grafico con ms DetalleFig. 8En los tramos (entre los apoyos) se originan tensiones de compresin en las zonas superiores BE, FF, EB y de traccin en las zonas inferiores DM, NN y MD. Obsrvese la direccin de las flechas en el dibujo.En esta viga o losa continuas la armadura metlica deber colocarse en la forma indicada en la (fig. 9), con objeto de contrarrestar las tensiones de traccin.

Ver el Grafico con ms DetalleFig. 9PRESCRIPCIONES GENERALES1.- En resumen en el hormign armado se trata de que todos los esfuerzos de traccin sean absorbidos por la armadura metlica y los de compresin por el hormign. E1 hierro queda slidamente unido al hormign, formando as una pieza solidaria, sin que se produzca resbalamiento de un material sobre el otro.Esta slida unin entre ambos materiales se debe a la adherencia entre el hierro y hormign, cuyo valor es de 25 kg/cm de superficie lateral del hierro. Pero, an existiendo esta adherencia, es obligatorio doblar las extremidades de las barras en forma de gancho (fig. 10) para evitar un remoto escurrimiento de la armadura metlica dentro de la masa hormign.

Fig. 102.- Si las barras son cortas y hay que unir dos para obtener el largo necesario, se procede a colocar 1as dos barras 1 y 2 (fig. 11) yuxtapuestas con sus correspondientes ganchos y se atan ambas con tres vueltas con alambre fino cocido. Esta unin se llama empalme por atadura. Se acostumbra tambin hacer la unin por medio de soldadura , autgena o elctrica (empalme por soldudura), la que debe ejecutarse con todo esmero.Una vez enfriada naturalmente, se doblar la barra - en la parte soldada - sobre un pivote de dimetro igual al doble de ella, para cerciorarse de la robustez de la soldadura.

Fig. 11Este tipo de unin llevar adems una barra adicional soldada, de largo mayor de 30 con sus ganchos terminales, o en su defecto se har un "manchn" de 6 a 8 cm., de largo sobre la unin (soIdadura "a ua"). Suelen tambin hacerse empalmes por medio de tensores (manguito roscado con rosca en ambos sentidos).Los empalmes de 1as barras en las vidas o losas deben hacerse siempre sobre los apoyos ,o en su inmediata cercana, y no habr ms que un empalme en una misma seccin de la estructura sometida a traccin.3. - El hormign armado es el material ms indicado para las construcciones de puentes, alcantarillas, caminos, conductos para lquidos, tanques, muros de contencin zapatas para fundacin de muros y columnas para esqueletos de obras edilicias.En este ltimo caso, el inconveniente que presenta el hormign armado son las dificultades y casi la imposibilidad de hacer una modificacin en el edificio, lo que no sucede siendo el esqueleto puramente metlico.4. - La construccin en hormign armado exige una ejecucin honrada de mucha atencin en la preparacin del hormign, en la confeccin y colocacin de las armaduras metlicas y en la preparacin del encofrado. La vigilancia debe ser constante eficaz; operarios deben ser prcticos en el oficio.5.- A f in de obtener el mximo resultado de resistencia de los materiales empleados (hormign y hierro), es absolutamente necesario tener el mayor cuidado de que las armaduras metlicas sean ejecutadas de absoluto acuerdo con lo indicado en el proyecto. Llenados los encofrarlos con el hormign, es imposible comprobar luego la posicin v el dimetro de las barras y es por esto, que se hace imprescindible una vigilancia rigurosa durante la preparacin de la armadura metlica y su colocacin en los encorados.6- La demolicin de obras de hormign armado es costosa y el valor del material de la demolicin es insignificante. Para demoler el hormign armado se emplean: barrenos neumticos para romper el hormign y sopletes oxiacetilnicos para cortar el hierro. 7.- En principio se preferirn barras de menor dimetro en mayor nmero para obtener mayor superficie de adherencia entre el hierro y el hormign. Debe siempre procurarse que entre las barras haya suficiente separacin para que pueda pasar el pedregullo del hormign, evitndose as la formacin de huecos (nidos). Tal separacin debe ser como mnimo de 2 cm.y la mayor dimensin del pedregullo de 2,5 centmetros. Una piedra, atravesada entre dos barras, impedira que, el hormign pasara entre las mismas , dando lugar a la formacin de huecos en el interior de la estructura.8. - El espacio mnimo libre entre las barras y el encofrado (recubrirrriento) debe ser de 2 a 3 centmetros para vigas y columnas y de 1,5 centmetros para losas con lo que se consigue que los hierros no queden nunca al descubierto, asegurndose asi su conservacin. Adems los hierros quedan as bien preservados de la accin del calor en caso de incendio.Fig. 12

Fig. 139. - En el hormign armado es indispensable obtener una unin rgida de las diferentes estructuras entre s. En estructuras puramente metlicas este resultado se obtiene por medio de enlaces costosos con chapas y remaches; mientras ,que en el hormigon armado basta prolongar las barras de una estructura hasta el contacto o recubrimiento con las barras de la otra y el hormign que las envuelve hace solidarias ambas. ~ (Fig. 12 y 13).JUNTAS DE DILATACIONLas estructuras de hormign armado en edificios, por ser estructuras monolticas, no tienen libertad de movimiento en el sentido horizontal por carecer de apoyos mviles, como por ejemplo en puentes.Este movimiento, debido a la dilatacin en las vigas (tratndose de grandes luces), origina flexionamiento en las columnas susceptible de producir grietas perjudiciales y hasta cortadura. Si las columnas son muy rgidas, este movimiento se transmite a sus bases, hacindolas girar. Es de conveniencia preveer "juntas de dilatacin" de pocos milmetros de espesor que se rellenan con asfalto caliente, separando (cortando) la estructura, y la distancia entre ellas varia de 1S a 25 metros. Las losas para azoteas, que son ms expuestas a la dilatacin, deben asentarse libremente - en el sentido de la armadura resistente - sobre su apoyo final. Si tal apoyo ea una pared, se har una canaleta en todo el largo del asiento de la losa y para hormigonar se colocar sobre la pared un cartn emblecado, a fin de evitar la adherencia del hormign a la mampostera (fig. l4).

Fig. 14

Fig, 15

Fig. 16Dicha canaleta tendr dos centmetros ms de profundidad que el extremo de la losa, para libre movimiento de ella. En el sentido normal, la losa llevar tambin juntas de dilatacin cada 12 a 15 m. y para separar un pao del otro se colocarn tablitas delgadas de madera.Una vez endurecido el hormign, se retirarn las tablitas y las ranuras se rellenan con asfalto caliente (fig. 15).Es muy varable la manera de disponer y construir las juntas de dilatacin. Anotamos Ia junta ms usual que consiste en una doble columna, asentndose las vigas sobre cada media columna. La base de ambas es comn. (fig. 16).EJECUCINToda obra de hormign armado debe ser ejecutada a base de un proyecto completo y detallado, firmado por un Ingeniero especialista en esta clase de clculos y trabajos.Los accidentes ocurridos en las obras de hormign armado provienen siempre del descuido de los principales fundamentos que rigen la buena ejecucin de esta clase de construcciones y se producen, generalmente, por las siguientes causas:l) Clculo defectuoso y mala concepcin del conjunto del conjunto. Inadecuada distribucin de los hierros, sobre todo en los detalles que son ms complejos que en las obras puramente metlicas.2) Empleo de materiales de mala calidad y defectuosa preparacin del hormign en el sentido del dosaje de sus componentes.3) Incorrecta colocacin de las armaduras metlicas en los encofrados.4) Prematuro desencofrado. Todos estos inconvenientes se evitan, si se prepara un proyecto correcto con los correspondientes detalles y si se ejercita una estricta vigilancia durante la ejecucin de la obra.Antes de verter el hormign en el encofrado, hay que cerciorarse si la posicin de las barras corresponde exactamente a lo indicado en el proyecto. Los hierros (barras) deben ser bien derechos, limpios sin escamas de herrumbre y sin manchas aceitosas; tener ganchos reglamentarios en sus extremidades y tener la forma de acuerdo con el detalle del proyecto. Si los hierros son sucios se los frotar con arena seca o con cepillo de acero.En cuanto a la colocacin de las barras en los encofrados, su recubrimiento, separacin entre ellas, etc.Los encofrados para losas, vigas y columnas que forman todo un conjunto tendrn la solidez necesaria para resistir -sin sufriri ninguna deformacin- , debido al paso de los obreros, carretillas con hormin, etc. El interior de ellos se limpiar cuidadosamente y se regar (sobre todo en verano), dejando aberturas provisionales para facilitar la limpieza.HOMIGNLos elementos que forman el hormign (cemento portland, arena y pedregullo) han de ser medidos en la proporcin indicada en el Tipo de Mezcla y estar ntimamente medidas para formar el pastn. Los pastones se realizan con mquinas especiales, llamadas hormigoneras. La duracin del batido dentro de la hormigonera es de 1 a 1 minuto.Se empieza por mezclar en seco, la arena y el cemento hasta que la masa adquiera un color regular y uniforme. Luego esta primer mezcla seca se agrega el rido grueso (pedregullo o grava), previamente medido, y se contina mezclando.Recin entonces se vierte el agua mientras se sigue mezclando. El hormign para llenar encofrados se emplea en dos estados, plstico-jugoso o semi-fluido. El plstico-jugoso contiene agua ms o menos de 7 a 9 % del volumen seco de los tres materiales, pues depende del estado de humedad de los ridos (arena y grava o pedregullo).El semi-f luido contiene de 9 a 10 % de agua y , al verterlo en el encofrado, llena bien todos los huecos. Pero es de advertir que la abundancia de agua resta resistencia al hormign.Como regla general, debe tenerse presente que por cada 100 Kg. de cemento se emplearn de 45 a 54 litros de agua, segn el estado de humedad de dos ridos.Han de medirse con exactitud los materiales que entran en la preparacin del hormign. La arena (rido o agregado fino) y el pedregullo o grava (ridos o agregados gruesos)se miden en recipientes (cajoncitos), hechos ad-hoc, o en carretillas o con canastas de albail o con baldes, cuya capacidad se constata previamente, -y se llenan al tope (sin troja) a fin de obtener siempre volmenes iguales.En cuanto al cemento, este puede tambin medirse en volumen, aunque es ms correcto y exacto tomarlo en peso, - calculando previamente qu volumen del rido flno y del gruesoHa de tomarse para un determinado peso de cemento (por ej. 50 100 Kg.), con el objeto de preparar un hormign de tipo de dosaje adoptado.Cantidad de ridos, fino y grueso, para 50 kg. (una bolsa) de cemento, con 23 litros de agua. Razn agua-cemento = 0.46Tipo de dosajeMaterialesVolumen del pastn obtenido, en m

Cementorido finorido gruesoCemento Kg.rido Fino Litrosrido Grueso LitrosUsando PedregulloUsando Grava

1125054910,1130,128

11350541080,1280,143

12350721080,1350,152

12450721440,1560,176

12550901800,1880,213

133501081080,1620,182

134501081440,1800,200

135501081800,1980,220

Para el transporte del hormign su colocacin, etc. ver "Pliego de Condiciones Tcnicas par estructuras de hormign armado".El hormign se emplear fresco inmediatamente de preparado y en ningn caso se dejarn transcurrir ms de 30 a 35 minutos. E1 vaciado del hormign en los encofrados se hace con carretillas comunes, con carritos especiales de dos ruedas o con canaletas de madera o hierro galvanizado, por gravitacin. Este mtodo es empleado en obras de importancia con lo que se obtiene una apreciable economa de tiempo y jornalesTngase especial cuidado de que el hormign envuelva bien los hierros, sin formar huecos. Si se trata de un hormign compacto, se lo apisonar con pisones de base cuadrada hasta que se vea aparecer el '`sudor" en la superficie del hormign. Este se colocar por capas de 15 a 20 cm.Se ha generalizando la conduccin del hormign a los encofrados con bombas de aspiracin y compresin, a f in de evitar los elevadores, rosarios, cintas transportadoras, vagonetas, etc. con la consiguiente economa de tiempo y mano de obra. Una bomba de 20 CV. de potencia a 20 atmsferas de presin conduce unos 100 m de hormign por da y su tubera (12 cm. de dimetro) tiene un alcance de 100 m. longitudinalmente y 40 m. verticalmente. Su manejo es fcil. La bomba aspira el hormign en la mezcladora y, luego por compresin, traslada el material al lugar del hormigonado. El hormign, conducido as a presin, resulta de mayor resistencia y compacidad con menor cantidad de cemento por m de pastn, como una especie de hormign "vibrado".Si el hormign se transporta a una distancia algo larga, dando as tiempo a que este se asiente en los baldes o carretillas ("se duerma"), habr que removerlo en una batea antes de echarlo en el encofrado.Antes de echar una nueva capa de hormign sobre una superficie ya seca del mismo material, es necesario picar y limpiar bien esa superficie, mojndola luego abundantemente con agua.Para mayor seguridad de la completa adherencia entre la capa vieja y la nueva es conveniente, - despus de limpiar y lavar la capa vieja, - extender una lechada (crema) de cemento puro, antes de vertcr el hormign nuevo.No se debe trabajar cl hormign a temperatura del ambiente inferior de 2C. bajo cero; la baja temperatura perjudica seriamente el hormign, pues al congelarse el agua, esta aumenta de volumen y desintegra el material. Adems las heladas retardan el fraguado.En caso de urgente y absoluta necesidad, se podr hormigonar a temperatura menor de 2 a 4C bajo cero, debindose entonces amasar el hormign con agua calentada ms de 30C regar la estructura cada dos horas con agua de igual temperatura y luego proteger con todo cuidado la superficie.Se protegen las estructuras contra las heladas, que se producen generalmente de noche, cubrindolas con bolsas secas, paja o tablones, por lo menos tres noches consecutivas a su ejecucin. Tambin deben tomarse precauciones para proteger el hormign fresco contra altas temperaturas del aire en verano y, sobre todo, contra la accin directa de los rayos solares. Para esto se cubren las estructuras con bolsas, arena o tablas que se mojarn frecuentemente.Por experiencia y observaciones hechas se sabe que la corriente elctrica, al penetrar por la armadura metlica, presenta el peligro de la destruccin del hierro y del hormign. En consecuencia se debe tener especial cuidado para que las instalaciones de luz o fuerza elctricas se hallen bien aisladas, a fin de evitar la aparicin de corrientes errantes.VENTAJAS DEL HORMIGON ARMADO1. - Seguridad contra incendios, ya que el hormign - a ms de ser un material incombustible - es mal conductor del calor y por lo tanto el fuego no afecta peligrosamente la armadura metlica, csa que sucede en las estructuras puramente metlicas. El calor penetra lentamente al interior de la masa de hormign. A continuacin se indican los ensayos de Woolson con una temperatura de 800 C., con indicacin en grados de la penetracin del calor, de acuerdo con el espesor de la capa de hormign y el tiempo.Profundidad de la penetracin en cm.20 min.40 min.1 hora2 horas3 horas4 horas

2,545,087,617,821C16C16C16C1371151095425320512686428403278103515500386150560550458203

Se han hecho numerosos ensayos, especialmente en los E.E.U.U., sobre la resistencia del hormign al fuego y se ha llegado a la conclusin que es el mejor material contra los efectos de incendio y que nunca un edificio de hormign se haya derrumbado por causa del fuego. Los desperfectos ocasionados por el incendio son fcilmente reparables y si este es de corta duracin, el fuego no origina ningn desperfecto.La conductibilidad trmica del hormign es muy pequea. Segn Landolt y Bornstein (en su tratado de Fsica), este coeficiente () - calor transmitido en 1 hora a travs de 1 m de superficie y de 1 m. de espesor para un grado de diferencia de temperatura - es de 0,65.MaterialCoeficiente de conductividad

MaterialCoeficiente de conductividad

Cobre320Horm. de escorias0,3 a 0,5

Hierro50 a 60Vidrio de ventana0,6

Muros de piedra1,3 a 2Agua0,5

Hormign comn0,65Madera(// a las fibras)0,3

Albailera de ladrillos0,40Madera( a las fibras)0,15

Ladrillo hueco0,28Aire0,02

2.- Su carcter monoltico, ya que todos los elementos que forman la estructura de una obra de hormign armado - como ser columnas, vigas y losas - estn slidamente unidos entre s, presentando una elevada estabilidad contra vibraciones y movimientos ssmicos, siendo por lo tanto una estructura ideal para regiones azotadas por terremotos. Toma el nombre de . estructura antissmica.3.- Facilidad de construccin y fcil transporte del hierro para las armaduras. La construccin se ejecuta con rapidez. La preparacin de la armadura metlica y su colocacin en obra es simple. Los encofrados, de madera ordinaria, son rudimentarios, pero deben ser robustos.4.- La conservacin no exige en ningn gasto. En las estructuras puramente metlicas es necesario pintar peridicamente el hierro, a fin de evitar su oxidacin y desgaste. Mientras que en las estructuras de hormign armado, el hierro, envuelto y protegido por la masa del hormign, se conserva intacto y en perfectas condiciones. Como ejemplo ilustrativo se puede citar la torre de Eiffel en Pars. Es pintada cada 5 6 aos y se consume unas 30 toneladas de pintura 5.- La dilatacin del hierro y del hormign, entre 0 y 100 centgrados es practicamente igual.Dilatacin del hierro: 0,0125 mm. por 1 C. y por 1 m. lineal.Dilatacin del hormign: 0,01.37 mm. por 1 C. y por 1 m. lineal.6. - El hormign armado se presta para ejecutar estructuras de formas ms variadas, satisfaciendo cualquier exigencia arquitectnica del proyecto. Por sus reducidas dimensiones, en comparacin con la mampostera, representa una considerable economa de espacio.7. - Agradable aspecto de solidez y limpieza que presenta, en conjunto, la estructura de columnas, vigas y losas, una vez retirado el encofrado.8. - La perfecta impermeabilidad que se consigue con el hormign, hace que esta estructura se preste para construcciones de depsitos de lquidos (agua, vino, aceites, etc.}, muros de contencin de tierras, piletas de natacin.9. - En las fundaciones para mquinas es preferible un monolito de hormign, por ser ms insensible a los choques y vibraciones, que la albailera de ladrillos con sus numerosas juntas. l0 - Es una estructura indispensable en la construccin de escuelas, cuarteles, hospitales y crceles, por ser un material que excluye completamente la formacin de mohos, putrefaccin y el desarrollo de vegetaciones criptogmicas, as como tambin la cra de bichos, por carecer en absoluto de escondrijos que los cobijen.

El Acero estructural es es uno de los materiales bsicos utilizados en la construccin de estructuras, tales como edificios industriales y comerciales, puentes y muelles. Se produce en una amplia gama de formas y grados, lo que permite una gran flexibilidad en su uso. Es relativamente barato de fabricar y es el material ms fuerte y ms verstil disponible para la industria de la construccin.Perfiles de Acero Estructural para construccin e industriaComposicin del acero estructural:Propiedades y cualidades del acero estructural Se define como acero estructural al producto de la aleacin de hierro, carbono y pequeas cantidades de otros elementos tales como silicio, fsforo, azufre y oxgeno, que le aportan caractersticas especficas. El acero laminado en caliente, fabricado con fines estructurales, se denomina como acero estructural al carbono, con lmite de fluencia de 250 megapascales (2?549 kg/cm 2 ).Video Construccin de Estructura Armadura en Acero

Propiedades y cualidades del acero estructural: su alta resistencia, homogeneidad en la calidad y fiabilidad de la misma, soldabilidad, ductilidad, incombustible, pero a altas temperaturas sus propiedades mecnicas fundamentales se ven gravemente afectadas, buena resistencia a la corrosin en condiciones normales.El acero es ms o menos un material elstico, responde tericamente igual a la compresin y a la tensin, sin embargo con bastante fuerza aplicada, puede comenzar a comportarse como un material plstico, pero a diferencia de los materiales plsticos a mximas solicitaciones romper?, pero su comportamiento plstico en tales situaciones como un terremoto, la fase plstica es til, ya que da un plazo para escapar de la estructura.Clasificacin del acero estructural o de refuerzo:El acero estructural, segn su forma, se clasifica en:a. PERFILES ESTRUCTURALES: Los perfiles estructurales son piezas de acero laminado cuya seccin transversal puede ser en forma de I, H, T, canal o ngulo.b. BARRAS: Las barras de acero estructural son piezas de acero laminado, cuya seccin transversal puede ser circular, hexagonal o cuadrada en todos los tamaos.c. PLANCHAS: Las planchas de acero estructural son productos planos de acero laminado en caliente con anchos de 203 mm y 219 mm, y espesores mayores de 5,8 mm y mayores de 4,5 mm, respectivamente.Aceros para Hormign Acero de refuerzo para armaduras- Barras corrugadas- Alambrn- Alambres trefilados ( lisos y corrugados)- Mallas electro soldables de acero Mallazo- Armaduras bsicas en celosa.- Alambres, torzales y cordones para hormign pretensado.- Armaduras pasivas de acero- Redondo liso para Hormign Armado- Aceros para estructuras en zonas de alto riesgo ssmico.Para estructuras de hormign se utilizan barras lisas y corrugadas, con dimetros que oscilan entre los 6mm y los 40mm, aunque lo comn en una armadura de hormign es que difcilmente superen los 32mm. Adems el acero de refuerzo se utiliza en las mallas electro soldadas o mallazo constituidos por alambres de dimetros entre 4mm a 12mm.Tipos aceros inoxidables

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Segn su forma el acero estructural, se clasifica en: Perfiles estructurales: son Piezas de acero laminado cuya seccin transversal puede ser enForma de H, T, I, ngulo o canal. Barras: estas son Piezas de acero laminado, en donde su seccin transversal en todos los tamaos puede ser hexagonal, cuadrada o circular; su ancho es de 150 milmetros como mximo y soleras con espesor de 5 milmetros o mayor. Planchas: es un producto plano de acero laminado en caliente con anchos de 203 milmetros y 1219 milmetros, y espesores mayores de 5,8 milmetros y mayores de 4,5 milmetros, respectivamente.Entre sus propiedades ubicamos: Oxidacin: este se oxida por la accin de oxigeno del aire. Ductilidad: es la capacidad de convertirse en hilos, por esfuerzo de traccin. Tenacidad: es la resistencia a la rotura por traccin. Elasticidad: es cuando el acero al dejar de aplicrsele alguna fuerza, se recupera a su forma original. Flexibilidad: es la capacidad de doblarse y recuperarse al aplicarle un momento flector. Plasticidad: es la propiedad que tiene los aceros de fluir, al dejar de aplicrsele cargas no se recupera. Resistencia: capacidad de formular energa al deformarse. Fundibilidad: aqu llega a estado lquido. Resistencia: viene siendo el esfuerzo mximo que resiste un material antes de romperse.