En esta unidad se abordará en mayor detalle los estados fundamentales del hormigón hidráulico que no son otra cosa diferente a las exigencias tanto de los requerimientos de uso de la mezcla, como del sistema constructivo; así como el diseño de la mezcla o la proporción de los compuestos, de tal manera que satisfagan estas exigencias.

Propósito general

Realizar el diseño de mezcla de hormigón hidráulico con los materiales disponibles, aplicando el método más conveniente de acuerdo con las características requeridas de la mezcla, tanto en estado fresco como en estado endurecido.

Propósitos específicos

• Distinguir las propiedades del hormigón hidráulico en estado fresco y endurecido.
• Comprender los conceptos básicos relacionados con el diseño de mezclas de hormigón hidráulico.
• Conocer y aplicar el método de diseño de mezclas ACI de hormigón hidráulico.

El hormigón hidráulico o concreto es una piedra artificial, clasificado como un material aglomerado, compuesto de aire, agua, cemento hidráulico, agregados, y eventualmente aditivo o adiciones (Matallana, 2006); pero la ventaja de estas mezclas, como cualquier otro material de construcción, se determina desde las características o propiedades útiles que ofrece sobre otros materiales también utilizados en estructuras principales en construcción de edificaciones u obras civiles.

El estado fresco permite moldearlo de diversas formas, y tener innumerables texturas, colores o construir diferentes elementos; una vez la mezcla presenta su fraguado final y endurece, el hormigón hidráulico ofrece sus propiedades o bondades en estado endurecido y presta su servicio como elemento estructural o de cualquier otro tipo, esto es su capacidad de resistir esfuerzos mecánicos a los que estará sometido a lo largo de su vida útil, pero que también sea capaz de padecer el paso del tiempo, ataques de tipo climático, químico, físico, mecánico, o en general los que por el medio ambiente sufra sin deterioro significativo que le produzca daños, aunque se debe considerar que las características finales de la mezcla tanto en estado fresco como en estado endurecido dependen directamente de las propiedades de cada componente y de su proporción o dosificación en particular (Sánchez, 2001).

Se considera al hormigón hidráulico en estado fresco, desde el momento del amasado de sus componentes hasta que se presenta el fraguado final del material cementante. Este estado estipula la facilidad que tiene el material para ser amasado, transportado, manipulado, puesto en obra y compactado con los medios, la mano de obra y los recursos que se dispongan; darle el acabado final o terminado sin que se produzca deterioro o alteraciones en la masa o se pierda su homogeneidad (Asocreto, 2001).

Con base en lo anterior y teniendo en cuenta lo considerado por Asocreto (2005), para el estudio de las propiedades del hormigón hidráulico en estado fresco, deben considerarse los aspectos de las mezclas.

Realice la actividad propiedades en estado fresco, respondiendo las preguntas de acuerdo con los contenidos revisados.

Teniendo en cuenta que el hormigón hidráulico es una piedra artificial que presenta ventajas en la construcción, en general, en estado endurecido debe tener resistencia satisfactoria, estabilidad volumétrica, baja permeabilidad, y durabilidad adecuada, que lo haga útil como material de construcción con propiedades específicas. En la actualidad se emplean especificaciones basadas en desempeño o de resultados, aunque pueden ser una combinación de requisitos de prescripción y de desempeño (Kosmatka et al. 2004).

Realice la actividad propiedades en estado endurecido, respondiendo las preguntas de acuerdo con los contenidos revisados.

Material de apoyo

El término diseño según la Real Academia de la Lengua Española significa “Concepción original de un objeto u obra destinados a la producción en serie”, lo que en términos de tecnología del concreto se refiere a producir una mezcla, con las proporciones adecuadas de sus componentes, de la forma más económica posible, de tal manera que cumpla con determinadas características y propiedades para que pueda ser puesta y conformada en las obras; que se desempeñe según las exigencias o requisitos de resistencia mecánica de la estructuras, y que sea durable o soporte las condiciones a las que estará expuesta.

Lo invitamos a realizar los siguientes ejercicios donde podrá aplicar los conceptos de diseño de mezclas de hormigón hidráulico.

Es importante considerar el hecho de que las propiedades del hormigón hidráulico en estado fresco están determinadas por el sistema de transporte, colocación y vibración que se le vaya a dar al concreto, y en particular del elemento que se esté elaborando; es decir que estas propiedades (en estado fresco) serán diferentes en dos elementos, aunque las exigencias de resistencia sean las mismas. Si estos elementos tienen diferentes métodos de transporte, colocación y vibrado, un concreto no tendrá la misma fluidez cuando se está realizando el vaciado de una losa medianamente reforzada en un primer nivel de la edificación, que cuando se esté elaborando un revestimiento de un túnel. En el mismo sentido teniendo en cuenta las propiedades en estado endurecido, la resistencia estará determinada por los proyectistas o calculistas de la estructura, y la durabilidad estará estipulada por la exposición o ataques de tipo climático, químico, físico, mecánico, o en general a los que por el medio ambiente sobrelleve a lo largo de su vida útil.

Los métodos de dosificación de mezclas de hormigón hidráulico son diversos, entre los que se cuentan métodos empíricos, experimentales, analíticos, y semianalíticos, que generalmente se apoyan en el uso de tablas, gráficos y ábacos con la finalidad de optimizar la proporción de los componentes, dependiendo de los datos de la obra o de las propiedades de los materiales. Actualmente cada país asume, adopta o crea los métodos de dosificación más convenientes, pero en Colombia la norma NSR-10 trata sobre la dosificación de mezclas en el Título C, el cual realiza algunas exigencias tanto de durabilidad (Título C., Capítulo 4) como de calidad (Título C., Capítulo 5); sin embargo adopta las recomendaciones de dosificación según el método ACI-211.1 que sigue la misma secuencia de pasos del método RNL para el diseño de mezclas.

Realice la actividad diseño de la mezcla, respondiendo las preguntas de acuerdo con los contenidos revisados.

Material de apoyo

El hormigón hidráulico presenta dos estados fundamentales “fresco” y “endurecido”, debido a que es uno de los pocos materiales de construcción que se tienen sin conformación, es decir que pueden ser elaborados en las obras o en plantas productoras pero que de igual manera se les da la forma según la estructura o elemento solicitado, lo que permite moldearlo de diversas formas, tener innumerables texturas y colores, o construir diferentes elementos, aunque se debe considerar que las características finales de la mezcla tanto en estado fresco como en endurecido dependen directamente de las propiedades de cada componente y de su proporción o dosificación en particular.

La resistencia del hormigón hidráulico está directamente relacionada con las características y propiedades de cada uno de sus compuestos y de la interacción entre ellos, es así que la resistencia o la capacidad de resistir esfuerzos dependerá de la resistencia de la pasta endurecida, la resistencia propia de los agregados y la adherencia entre la pasta de cemento y los agregados, pero la resistencia de la pasta depende del grado de hidratación del cemento, de su composición, de su finura y de sus características.