Qué es el Hormigón. Características y propiedades

El hormigón es uno de los materiales de construcción más utilizados en todo el mundo por ser un producto sencillo, consistente y seguro. Lo vas a encontrar en todo tipo de edificios (desde residencial a bloques de oficinas de varios pisos) y en proyectos de infraestructura (carreteras, puentes, etc.).

A pesar de su uso tan extendido, la mayoría de personas no son conscientes de las variables involucradas para proporcionar un hormigón de alta calidad, resistente y duradero.

Vamos a descubrir este maravilloso material básico en la arquitectura y construcción.

¿Qué es el hormigón?

La definición del hormigón es sencilla, aunque no tanto explicar los materiales que lo componen como veremos más adelante.

El hormigón es un compuesto de cementos, suplementos cementosos, fragmentos agregados y aditivos químicos, que mezclados con agua forman una pasta lista para utilizar.

Según la mezcla de los distintos elementos podrá utilizarse para unos fine u otros. Por ejemplo, si se utiliza grava (agregados) pequeña, el hormigón e más fino y se podrá emplear en suelos pulidos.

Tipos de hormigón

  1. Hormigón Impreso: también conocido como estampado, básicamente es un solución decorativa con una calidad – precio que convence a cualquiera. El resultado es muy llamativo ya que se pueden utilizar diversos colores.

    Consiste en aplicar la capa de hormigón y mientras éste no se ha endurecido, grabar con moldes dibujos y texturas variadas que incluso simulan otros materiales.

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  2. Proyectado: el hormigón se proyecta a alta velocidad con una manguera quedando comprimido sobre la superficie de forma instantánea. Este sistema sirve tanto para superficies verticales como horizontales y el proceso de proyección se puede aplicar en seco o en mojado.
  3. Armado: consiste en reforzar el hormigón mediante una “armadura”, introduciendo en la mayoría de casos barras de hierro o acero que forman una malla que al fraguar es capaz de resistir las tensiones y esfuerzos de compresión y tracción.
  4. Pretensado: al igual que el armado, se crea una “armadura” de hierro con la diferencia de que las barras son tensadas. Existe la posibilidad de tensar antes del hormigonado (pretensar) o después (postensar).
  5. Prefabricado: como su nombre indica, son piezas principalmente de hormigón que se han fabricado en una planta de producción y son trasladadas para ensamblarlas directamente en obra.

    Algunos productos de este tipo utilizados en construcción son tuberías, columnas, vigas, cerramientos, cimentaciones, muros de contención, puentes, etc).
  6. Ligero: son hormigones con una densidad menor (800 – 2000 kg/m3) respecto a los normales, y se utilizan en sitios que requieren reducir el peso de las estructuras. Para su fabricación se utiliza materiales como la piedra pómez, arzillas, pizarras, perlita, vermiculita, etc.
  7. Pesado: al contrario que el anterior tienen una densidad mayor a 3000 kg/m3, y para alcanzarla se utilizan minerales y áridos pesados o desechos metálicos. Su principal uso ha sido proteger contra las radiaciones (centrales nucleares, hospitales, etc).

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Composición del hormigón

Atendiendo a la definición que hemos visto anteriormente, vamos a ver detalladamente cada uno de los materiales que componen el hormigón:

Cementos

De forma genérica, el cemento se produce calentando en un horno cal, hierro, sílice y alúmina a una temperatura de 1400 – 1500 grados centígrados, y luego se muele la escoria hasta obtener un polvo fino.

El calentamiento en el horno transforma las materias primas en nuevos compuestos químicos. Por lo tanto, la composición química del cemento se define por los porcentajes de masa y la composición de las fuentes brutas de cal, hierro, sílice y alúmina, así como la temperatura y duración del calentamiento.

Esta variación en la fuente de materias primas, características específicas de la planta y procesos de acabado, son los que definen el cemento producido.

Suplementos cementosos

Estos materiales contribuyen al endurecimiento del hormigón a través de la actividad hidráulica o de productos silíceos. Ejemplos típicos son las cenizas volantes pulverizadas, escoria granulada molida y el aleación de sílice condensado.

Los suplementos normalmente se agregan para hacer mezclas más económicas, reducir la permeabilidad, aumentar la resistencia o influir en otras propiedades del hormigón.

Agregados o áridos

Son materiales granulares como arena, grava o piedra triturada que junto al agua y el cemento forman un ingrediente esencial del hormigón.

Para hacer una mezcla de buena calidad, los áridos deben ser partículas limpias, duras y fuertes libres de químicos absorbidos o revestimientos de arcilla y otros materiales finos que puedan causar el deterioro del hormigón.

Los agregados en la construcción, representan del 60 al 75% del volumen total de hormigón, se dividen en dos categorías distintas: fina (arena natural o piedra triturada) y gruesa (gravas).

La selección de agregados es un proceso importante ya que influyen de forma considerable en las cualidades del hormigón y las proporciones de mezcla y economía. Las características que se consideran incluyen:

  • Clasificación.
  • Durabilidad.
  • Forma de la partícula y textura de la superficie.
  • Abrasión y resistencia al deslizamiento.
  • Pesos unitarios y vacíos.
  • Absorción y humedad superficial.

Aditivos químicos

Los aditivos se utilizan principalmente para reducir el coste de la fabricación del hormigón, modificar sus características y asegurar su calidad durante la mezcla, transporte, colocación y curado.

La mayoría de productos aditivos se suministran en estado líquido y se agregan al hormigón en la planta o en el lugar de la construcción o trabajo.

La efectividad de una mezcla depende de varios factores como: tipo y cantidad de cemento, contenido de agua, tiempo de preparación, asentamiento del material y temperatura del hormigón y del aire.

Los productos se clasifican según la función, existen cinco clases distintas de aditivos químicos:

  • Aire entrante.
  • Reductor de agua
  • Retardador.
  • Acelerador.
  • Plastificante.

Todas las demás variedades de aditivos pertenecen a la categoría de especialidad, cuyas funciones incluyen la inhibición de la corrosión, la reducción de la contracción, la reducción de la reactividad de álcali-sílice, la mejora de la trabajabilidad, la adhesión, la impermeabilización y la coloración.

Propiedades del concreto

Las propiedades del hormigón varían en función del estado del mismo, que puede ser fresco (puede ser manipulado) y endurecido (no puede manipularse debido a su rigidez):

Concreto fresco

Cuando el hormigón se mezcla por primera vez es como la masa de pan, suave y puede ser trabajado o moldeado en fácilmente. Entre sus propiedades más importantes destacan:

  • Consistente: facilidad con que el hormigón se deforma. Está directamente relacionado con la docilidad y le afecta de forma considerable la cantidad de agua respecto a la masa.
  • Dócil: indica la facilidad del hormigón de ser transportado y puesto en obra sin perder su consistencia. Influye de forma significativa la cantidad de agua y el tamaño de los agregados.
  • Homogéneo: indica cómo se distribuyen los componentes que componen la mezcla por toda la masa.

    Para que esta propiedad se mantenga en sus proporciones correctas es necesario amasar bien y transportar y vertir con cuidado, de esta forma se evita la segregación o decantación de los áridos.
  • Densidad (kg/m3): o peso específico, mide la cantidad de masa respecto al volumen que ocupa.

Concreto endurecido

Alcanza este estado cuando ha empezado a ganar fuerza y está llegando al final del fraguado (pérdida de agua y aire). Las propiedades a tener en cuenta son:

  • Densidad: ya hemos hablado antes de ella.
  • Permeabilidad: capacidad de que el agua penetre (capilaridad o presión) sin alterar la estructura interna del concreto.
  • Compactibilidad: indica la densidad máxima que permite la mezcla. Cuanto mayor sea más protegido estará y por lo tanto tendrá más durabilidad.
  • Resistencia: capacidad de tolerancia que tiene a compresiones, tracciones y desgaste.

Peso y densidad del hormigón

¿Cuánto pesa un metro cubico de hormigón? El peso unitario del hormigón (densidad) varía en función de la cantidad y del tamaño del árido, cantidad de aire retenido y atrapado y del contenido de agua y cemento.

Por ejemplo, para una mezcla típica en la construcción, es decir, la utilizada en arquitectura de edificios, superficies y demás estructuras, el hormigón tiene una densidad que va desde los 2200 – 2400 kg/m3.

Sin embargo, la densidad del hormigón ligero está entre 800 y 2000 kg por metro cúbico. Pesa menos porque está hecho con un agregado (piedra pómez) que es más ligero por naturaleza.

La densidad del material es simplemente una relación de masa a volumen. La manera más fácil y precisa de calcular la densidad del concreto es medir en un contenedor de volumen conocido y pesarlo.

Un valor para comprender, conocer y monitorear la densidad del concreto es verificar la resistencia mediante el uso de cilindros de prueba. Una densidad reducida de concreto normal casi siempre significa un mayor contenido de agua, lo que significa un hormigón de menor resistencia.