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Conceptos básicos del hormigón

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Definición

El hormigón es una mezcla homogénea de cemento, agregados pétreos finos y gruesos, agua y eventualmente aditivos en las proporciones adecuadas para obtener una masa plástica que se solidifica cuando el cemento reacciona al agua, formando un cuerpo monolítico con la forma del espacio donde se vierte.

 

Materiales

Cemento: Dentro del grupo de componentes del hormigón, el cemento desempeña la función de ligante. Es un material pulverizado que además de óxido de calcio contiene sílice, alúmina y óxido de hierro y que forma por adición de una cantidad apropiada de agua, una pasta conglomerante capaz de endurecer tanto en el agua como en el aire.

Agregado fino: El agregado fino o arena forma parte del hormigón cumpliendo una función de llenante. Es el resultado de la degradación natural (erosión) o artificial (por trituración) de las rocas cristalinas.

Agua: El agua es el material que induce la reacción química del cemento en el hormigón. Además se usa para completar el curado de la mezcla endurecida. El agua que se utiliza en la preparación de los hormigones debe estar limpia y libre de sustancias perjudiciales como aceites, ácidos, álcalis, sales, materias orgánicas, exceso de limos o cualquier otra sustancia que perjudique la calidad del hormigón o que afecte el refuerzo. El agua apta para uso doméstico es apropiada para este propósito.

Agregado grueso: El agregado grueso o cascajo, es un componente del hormigón que cumple principalmente una función de llenante. Está compuesto por las partículas de piedras cristalinas degradadas natural o artificialmente, cuyo tamaño esté comprendido entre 4.76 y 100 mm.

Aditivos: Se define como un material diferente al agua, agregados y cemento hidráulico que se utiliza como ingrediente del hormigón para cumplir uno o varios de los siguientes propósitos:

  • Aumentar la manejabilidad sin incrementar el contenido de agua o disminuir el contenido de agua conservando la fluidez.

  • Acelerar tempranamente la tasa de desarrollo de resistencia.

  • Retardar o acelerar el fraguado inicial.

  • Aumentar la resistencia.

  • Retardar o reducir el desarrollo de calor.

  • Modificar la tasa o la capacidad de exudación.

  • Aumentar la durabilidad del hormigón.

  • Disminuir el flujo capilar del agua.

  • Disminuir la permeabilidad al paso de líquidos.

  • Producir hormigón celular.

  • Mejorar la facilidad de bombeo.

  • Reducir o prevenir asentamientos y crear una expansión ligera para rellenar espacios.

  • Mejorar la adherencia entre hormigón y acero de refuerzo.

  • Aumentar la adherencia entre hormigones viejos y nuevos.

  • Obtener hormigón coloreado.

  • Disminuir el costo unitario del hormigón

 

Hormigones premezclados

Son hormigones preparados en plantas de producción industrializadas, pueden ser comerciales o centrales propias de empresas constructoras que surten sus obras o en obras de magnitud importante. La producción industrializada en grandes volúmenes, permite la conformación de un sistema de aseguramiento de la calidad estable y permanente que otorga garantías al producto suministrado. Los hormigones premezclados están reglamentados. Las mezclas producidas en planta están sometidas a los mismos requisitos en relación a sus materiales componentes, procesos de fabricación y control de calidad. Es responsabilidad de las plantas productoras el cumplimiento estricto de los requisitos para garantizar la calidad del producto.
En caso de que la obra contrate el suministro con una planta de producción comercial, sus administradores deben asegurar previamente la idoneidad y seriedad de los posibles proveedores antes de adjudicar y firmar el respectivo contrato de suministro.

 

Equipos

Plantas dosificadoras de hormigon:

Las plantas dosificadoras deben estar provistas de compartimentos o depósitos adecuados y separados para cada uno de los agregados requeridos. El operario debe tener fácil acceso a los controles, colocados en lugar visible.
Las básculas deben tener una precisión del 0.4% de su capacidad total cuando se calibran o verifican con carga estática. Las básculas para el pesaje de los ingredientes del hormigón son de brazo o de resorte.
Se aceptan otros sistemas siempre y cuando cumplan con las tolerancias del pesaje.

Mezcladoras:

Las mezcladoras son estacionarias o sobre camiones.
Las mezcladoras estacionarias deben poseer los datos que señalen claramente la velocidad de mezclado del tambor o de las aspas y la capacidad máxima, en términos de volumen de hormigón mezclado. Igual exigencia se hace para las mezcladoras sobre camiones. Cuando la operación de mezclado se hace completamente en el camión el volumen del hormigón no debe exceder los 2/3 de la capacidad total del trompo. Si el mezclado se hace en la planta el volumen del hormigón en el camión no debe exceder el 80% de la capacidad total del trompo.
Las mezcladoras deben girar el tambor entre 70 y 100 revoluciones para completar el mezclado.

 

Ejecución del trabajo

Planeación: Antes de iniciar la obra se debe hacer un estudio para definir si se van a utilizar mezclas de hormigón premezcladas,
preparadas en obra o una combinación de ambas. Esta decisión depende de consideraciones económicas tales como: los volúmenes de hormigón a producir, las características del hormigón, la disponibilidad de espacio y equipos además de tener la capacidad de contar con un sistema de control y aseguramiento de la calidad.
En caso de que las mezclas se produzcan en obra se debe estudiar y adecuar un sitio, con fácil acceso de los vehículos con los materiales, con instalaciones adecuadas para su almacenamiento, con los equipos de transporte y mezclado concordantes con las cantidades de hormigón que se van a preparar.

Cotizaciones: Después de recopilar toda la información, se procede a preparar las solicitudes de cotización definiendo por escrito las cantidades, características, plazos de entrega, responsabilidades acerca de la calidad del suministro y certificaciones necesarias. En el caso de la mano de obra, normalmente subcontratada por unidad de medida de actividad realizada, se debe aclarar el alcance de las actividades incluidas en el precio ofrecido, las condiciones de seguridad social, seguridad industrial y salud ocupacional que regirán en la obra, las certificaciones de idoneidad del personal y el aseguramiento de que se cumplirá completamente con la legislación laboral vigente.

Presupuesto: Conocidas las cotizaciones se rehacen los análisis de precios unitarios para los distintos tipos de hormigones, contando con los precios ofrecidos, los consumos reales, los reajustes de precios y las cantidades de obra recalculadas. El resultado de este estudio se compara con el presupuesto vigente para el proyecto. En caso de incurrir en sobrecostos se debe informar al superior responsable de la ejecución presupuestal para encontrar una alternativa al sobrecosto o la aprobación de éste. En estos casos se debe informar al encargado del presupuesto para tener en cuenta dicho incoveniente en futuros presupuestos.

Contratacion: Superada la etapa de presupuesto se adjudicarán los distintos contratos por escrito, de suministro y mano de obra, estableciendo las condiciones de contratación estipulada en la solicitud de cotización, además de las correspondientes a la forma de pago, garantías, multas, pólizas, responsabilidades y arbitramentos necesarios. Para el proceso completo de
cotización y contratación se deben seguir los procedimientos internos de la empresa.

Dosificación: Si las mezclas se van preparar en obra se deben definir las dosificaciones adecuadas. Dosificar una mezcla de hormigón consiste en determinar la combinación más práctica y económica de los agregados disponibles, cemento, agua y aditivos cuando se consideren necesarios. Se busca producir un hormigón con la manejabilidad requerida, que fragüe en el tiempo
apropiado y adquiera la resistencia especificada además de la durabilidad necesaria para la construcción.

La determinación de las dosificaciones para los distintos hormigones de una obra se debe realizar mediante la contratación de los servicios de un laboratorio especializado. Para encontrar las proporciones apropiadas, es necesario preparar varias mezclas de prueba, las cuales se calculan con base en las características de los materiales disponibles y la aplicación de leyes básicas conocidas. Cuando se ensayen los resultados obtenidos con estas mezclas de prueba, se hacen los ajustes finales a la dosificación de acuerdo con reglas empíricas determinadas. Debido a la complejidad del proceso que se lleva a cabo en un laboratorio especializado, este articulo no pretende describir en detalle los procedimientos para determinar una dosificación adecuada, unicamente se hace mención de los principales aspectos a tener en cuenta.

Ejecución de la actividad

  • Acondicionar debidamente el sitio de preparación de las mezclas con los equipos adecuados de medida, mezclado y transporte que se encuentren en condición de operación. Disponer de equipo de emergencia para cualquier tipo de eventualidad.

  • Verificar la disponibilidad de los materiales requeridos en las cantidades suficientes para los volúmenes a preparar. Las operaciones de vaciado del concreto no se pueden suspender en ningún punto.

  • Asegurar que el sitio de disposición final de la mezcla esté completamente listo para efectuar el vaciado. Se deben verificar las hojas de control para las actividades que conforman la preparación del sitio del vaciado, incluyendo las bases para definir el remate del vaciado, aplicación del desmoldante y revisión de los elementos empotrados.

  • En caso de utilizar hormigón premezclado, acondicionar un sitio adecuado para recibir el material del camión mezclador. Se recomienda visitar periódicamente la planta para verificar las condiciones de control de calidad.

Mezclado del hormigon

Todos los hormigones se deben mezclar a máquina. No es recomendable el mezclado manual, únicamente se justifica en pequeñas cantidades o para hacer reparaciones.

El operario encargado de la mezcla a máquina debe ser instruido acerca de las distintas dosificaciones empleadas en la obra ademas de calibrar debidamente las básculas para medir la dosis de cada elemento de la mezcla.

El tambor de la mezcladora debe estar limpio, seco y hermético antes de iniciar la operación de mezclado. El desgaste de las aspas o paletas debe ser inferior al 10%.

Aceptación y recepción del hormigon

La aceptación de un hormigón se define según los resultados de una serie de ensayos que evalúan sus diferentes características. 

A continuación se listan los principales ensayos

  • Muestreo

  • Ensayos para hormigon fresco (consistencia, contenido de aire, entre otros)

  • Pruebas de resistencia

  • Pruebas de estructuras terminadas

Rechazo y retroalimentacion

En caso de no cumplir con alguna de las condiciones de aceptabilidad, se procede a ejecutar inmediatamente las reparaciones necesarias, previa elaboración de un informe describiendo el problema, analizando sus causas y definiendo la corrección y reparación necesaria. Este informe tiene la función de retroalimentar a las personas involucradas en el proyecto para prevenir repeticiones de la misma anomalía. Una vez corregidas las fallas se debe
repetir el proceso de verificación, hasta la recepción y aceptación definitiva.

Correcciones

La solución más común al hormigón rechazado consiste en demoler el elemento estructural vaciado y repetir el vaciado con un hormigón que cumpla con los requisitos exigidos en el diseño estructural. Se debe tener en cuenta que es un procedimiento costoso en tiempo y en dinero.
Se debe que los procedimientos realizados aseguren la calidad de la mezcla de hormigón.
Sí la resistencia estructural se acerca a la especificada, se recomienda especial cuidado en el proceso de fraguado, ingeniero estructural debe practicar en los caso de no cumplir con alguna de las condiciones de aceptabilidad, se procede a ejecutar inmediatamente las reparaciones necesarias, previa elaboración de un informe describiendo el problema, analizando sus causas y definiendo la corrección y reparación necesaria. Una vez corregidas las fallas se debe repetir el proceso de verificación, hasta la recepción y aceptación definitiva.
exigir Para evitar la demolición es necesario reforzar el elemento estructural afectado aumentando el refuerzo y la sección, pero esta solución no es posible en todas las ocasiones por consideraciones arquitectónicas.

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