El uso de fibras como refuerzo en materiales frágiles tiene raíces ancestrales, remontándose a épocas antiguas donde se empleaban paja o crines de caballo para fortalecer arcillas en la producción de ladrillos o para reforzar suelos. No obstante, el enfoque moderno de incorporar fibras discontinuas y discretas en materiales frágiles, como morteros de cemento y hormigón, se consolidó a principios del siglo XX.
La eficacia de este refuerzo se debe no solo a las propiedades mecánicas de la fibra, que contribuyen al cierre de fisuras en planos perpendiculares a las direcciones principales de tracción, sino también a su capacidad de trabajar en conjunto con la matriz del hormigón. Las interacciones entre la fibra y la matriz, la adherencia y la forma de anclaje son factores críticos que inciden en el comportamiento del material compuesto. Por lo tanto, además de investigar diversos tipos de materiales, la literatura técnica también analiza una amplia variedad de formas y acabados superficiales con el fin de optimizar el comportamiento del material compuesto.
En este contexto, cada vez se está imponiendo más, sobre todo en reparación de estructuras de hormigón, el hormigón o mortero proyectado reforzado con fibras. Estas fibras, metálicas o plásticas, al proyectarse quedan distribuidas en todas direcciones, resultando un material con buenas prestaciones a tracción, flexión, impacto, fatiga y fisuración. Las fibras se mezclan en la masa y fluyen sin problema por el cañón de lanzamiento. Se trata de una solución de gran interés en el caso de la fisuración que permite sustituir las soluciones clásicas de mallas electrosoldadas y telas de gallinero.
Una aplicación interesante es la reparación de estructuras dañadas por el fuego, en recrecidos, en revestimientos de túneles, consolidación de taludes y reparación de presas. Si se usan fibras de acero inoxidable, áridos refractarios y cemento aluminoso, se pueden revestir hornos y conductos de gases a elevadas temperaturas.
Lo habitual es utilizar fibras de acero de bajo contenido en carbono, de unos 30 mm de longitud y diámetros entre 0,3 y 0,5 mm. Su proporción es inferior al 1% en volumen (menos de 80 kg/m³). Las fibras suelen ser rectas o con los extremos conformados, más empleadas, pues mejoran el anclaje en la masa y permite el uso de fibras más cortas, y, por tanto, mezclas más dóciles.
Se pueden utilizar fibras distintas a las de acero. La fibra de carbono presenta tiene propiedades ideales, pero su precio es muy alto para su utilización usual. La fibra de vidrio es adecuada en aplicaciones de partículas finas especiales, debiendo cumplir con los requisitos especiales para su comportamiento a largo plazo. La fibra de polímero se emplea fundamentalmente para reparar el hormigón, pues mejora la cohesión interna del hormigón proyectado y reduce el agrietamiento por contracción durante el desarrollo de la resistencia inicial. La fibra plástica mejora la resistencia al fuego del hormigón en general.
Os dejo un vídeo donde se puede ver la aplicación del hormigón proyectado con fibras.
Os paso a continuación un vídeo de una conferencia de Markus Jahn, Ingeniero de Producto de Sika, donde nos cuenta cuáles son los últimos desarrollos en aditivos acelerantes para el hormigón lanzado y cuáles son las nuevas tecnologías para transportar concretos en largas distancias dentro de túneles. Espero que os sea de interés.
Referencias:
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014).Fabricación, transporte y colocación del hormigón.Apuntes de la Universitat Politècnica de València. 189 pp.
Quizás sea pertinente insistir en la necesidad que tenemos de conservar nuestras infraestructuras. De este tema ya hablamos en su momento en un post denominado “la crisis de las infraestructuras“. Hoy vamos a seguir la línea abierta comentando el reciclaje de firmes. Se trata de una simple pincelada de lo que nuestros alumnos aprenden con mayor profundidad en la asignatura de Procedimientos de Construcción en nuestra escuela de ingenieros de caminos de Valencia.
El reciclado del asfalto no es algo nuevo. El pavimento de una carretera está sujeto a un envejecimiento progresivo debido a la acción del tráfico, la meteorología y del propio material. Sin embargo, volver a calentar el asfalto para regenerarlo producía un material seco y grumoso que conservaba poco de los aceites del hormigón asfáltico original. A menudo, el asfalto se volvía a calentar de forma estática, sin agitarlo ni mezclarlo durante el proceso. Esto daba como resultado temperaturas desiguales que producían resultados dispares; una parte estaba muy caliente, otra parte estaba demasiado fría y otra a la temperatura justa. Hoy día, donde los costos del petróleo crecen y los presupuestos son escasos, la recicladora de asfalto es una forma económica de mantener las superficies asfaltadas sin dañar el medioambiente, reciclando los productos de hidrocarburos en lugar de desecharlos y utilizar material nuevo en reemplazo. El reciclaje de asfalto tiene numerosas ventajas. Una de ellas es que permite emplear el 100% del pavimento dañado, lo que disminuye los costos de mantenimiento vial en más de 40%.
Para reciclar el asfalto, se pueden usar diversas técnicas. Todas ellas se basan en la reutilización de los materiales del firme defectuoso, a los que se pueden añadir otros materiales. Los tipos habituales, sin considerar el reciclado en planta, son los siguientes:
Reciclado “in situ” en caliente: Se reutilizan todos los materiales del firme mediante una aportación de calor que se realiza en la misma obra. El firme se calienta con unos quemadores y se fresa en un grosor determinado. A este material se añaden agentes rejuvenecedores. La nueva mezcla se extiende y compacta mediante medios convencionales.
Reciclado templado “in situ”: En este caso la temperatura de fabricación es menor a la anterior, lo cual presenta ventajas desde el punto de vista medioambiental. Se utilizan para ello emulsiones bituminosas.
Reciclado “in situ” en frío con cemento: Se fresa en frío un cierto espesor del firme y se mezcla con un conglomerante hidráulico (normalmente cemento). La mezcla se extiende y compacta.
Reciclado “in situ” en frío con emulsiones bituminosas (RFSE): Tras el fresado, se mezcla el material envejecido con emulsiones y otros aditivos. Se extiende, compacta y cura la capa
Si queréis ampliar información, os dejo el enlace a la página de ANTER (Asociación Nacional Técnica de Estabilizados de Suelos y Reciclado de Firmes): http://www.anter.es/. A continuación os dejo varios vídeos para que veáis la maquinaria y la forma de realizar el reciclado de asfalto. Espero que os gusten.
En este vídeo podemos ver cómo se emplea la técnica del reciclado en frío.
Referencias:
YEPES, V. (2014). Maquinaria para la fabricación y puesta en obra de mezclas bituminosas. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. Ref. 749.
El reciclado es una técnica cuyo objetivo principal consiste en transformar un firme degradado en una estructura homogénea y adaptada al tráfico que debe soportar. Se trata de reutilizar sus materiales para la construcción de una nueva capa portante, lo que permite claras ventajas medioambientales y económicas.
Para ampliar los conocimientos sobre este tema, os dejo una videoconferencia proporcionada por Structuralia sobre aplicación del cemento en la conservación de carreteras. El ponente es Jesús Díaz Minguela, Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos y Director Técnico de IECA. Espero que os sea de utilidad.
Referencias:
YEPES, V. (2014). Maquinaria para la fabricación y puesta en obra de mezclas bituminosas. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. Ref. 749.
Figura 1. Planta Liebherr Compactmix 0.5 con almacenamiento estrella
Se denominan plantas de hormigonado de tipo radial debido a la disposición de los acopios de áridos. Los áridos se almacenan sobre el suelo, en compartimentos radiales, sobre un muro de áridos en estrella que conforman sectores circulares completando un semicírculo. El paso de los áridos desde el acopio a la báscula de dosificación se realiza a través de las aberturas practicadas en un bastidor metálico donde confluyen los distintos tabiques divisores. El movimiento de los áridos se efectúa mediante pala, mediante dragalina situada sobre el escudo de áridos o mediante radiorascante o radio-rascadores que ataca el montón de áridos, por un lado.
Figura 2. Esquema en alzado de planta de tipo radialFigura 3. Esquema en planta de tipo radial
En el vídeo siguiente podemos ver una planta de hormigonado de tipo radial que utiliza radios rascantes.
Referencias:
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014).Fabricación, transporte y colocación del hormigón.Apuntes de la Universitat Politècnica de València.
El artículo 71 de la Instrucción de Hormigón Estructural EHE-08 trata sobre la elaboración y puesta en obra del hormigón. Leyendo su articulado tienes las respuestas a estas preguntas típicas que me hacen los alumnos:
¿Qué diferencia existe entre la homogeneidad y la uniformidad del hormigón? ¿Cómo se evalúa normalmente la uniformidad?
La homogeneidad del hormigón consiste en el mantenimiento de características similares dentro de una misma amasada. En cambio la uniformidad consiste en el mantenimiento de características similares entre distintas amasadas.
La uniformidad se analiza evaluando, mediante el coeficiente de variación, la dispersión que existe entre características análogas de distintas amasadas. Para ello, normalmente, se utilizan los valores de la resistencia a compresión a 28 días.
¿Qué se entiende por “hormigón preparado”?
Se entiende, en el marco de la Instrucción de Hormigón Estructural EHE-08, que el hormigón preparado es aquel que se fabrica en una central que no pertenece a las instalaciones propias de la obra y que está inscrita en el Registro Industrial según el Título 4º de la Ley 21/1992, de 16 de julio, de Industria y el Real Decreto 697/1995, de 28 de abril, estando dicha inscripción a disposición del peticionario y de las Administraciones competentes.
¿En qué consiste la segregación de los áridos?
La segregación de los áridos consiste en la separación de sus partículas de forma que no presenten una distribución uniforme. De forma análoga, se entiende que la segregación del hormigón es la separación de sus componentes una vez amasado provocando que la mezcla de hormigón fresco presente una distribución de sus partículas no uniforme.
Imagen de planta de hormigón
¿Qué se debe hacer cuando cambiamos de aditivo y utilizamos el mismo dosificador?
En el caso de que no tengamos un dosificador diferente para cada aditivo, antes de hacer el cambio de aditivo, deberá limpiarse el sistema dosificador, excepto en el caso en que los diferentes aditivos sean compatibles entre sí, de acuerdo con la documentación aportada por el Suministrador del aditivo.
¿Cómo se comprueba la homogeneidad del hormigón?
La homogeneidad se analiza evaluando la dispersión que existe entre características de diversas muestras tomadas de la misma amasada, lo que permite comprobar la idoneidad del proceso de dosificación, amasado y transporte. Deben comprobarse siempre el índice de consistencia y la resistencia a compresión a 7 días, y, al menos, dos de las siguientes: densidad del hormigón, contenido de aire, contenido de árido grueso y módulo granulométrico del árido.
¿Qué datos técnicos deben estar visibles en una placa referidos a una amasadora móvil?
Volumen total del tambor, su capacidad máxima en términos de volumen de hormigón amasado, y las velocidades máxima y mínima de rotación.
¿Por qué se recomienda que se almacenen los áridos bajo techado?
Se recomienda almacenar los áridos bajo techado, en recintos convenientemente protegidos y aislados, con el fin de evitar el empleo de áridos excesivamente calientes durante el verano o saturados de humedad en invierno o en época de lluvia.
¿Cuál es la cantidad mínima de cemento que se puede utilizar en la fabricación dedicada a hormigón armado? ¿En qué caso se puede utilizar dicho mínimo?
El contenido mínimo de cemento para el hormigón armado es de 250 kg/m3, siempre y cuando la clase de exposición sea I y no se supere una relación agua/cemento de 0,65. Para otras clases de exposición este mínimo puede subir hasta 350 kg/m3, en el caso de clases de exposición IIIc, Qb y Qc.
¿Cuál es la cantidad máxima de cemento que podemos utilizar en la fabricación de 1 m3 de hormigón? ¿Por qué se limita?
La cantidad máxima de cemento por metro cúbico de hormigón será de 500 kg. En casos excepcionales, previa justificación experimental y autorización expresa de la Dirección de Obra, se podrá superar dicho límite. Aún en los casos excepcionales, no es aconsejable una dosificación de cemento superior a los 500 kg/m3. El peligro de emplear mezclas muy ricas en cemento, reside en los fuertes valores que, en tales casos, pueden alcanzar la retracción y el calor de fraguado en las primeras edades.
¿Cómo influye la cantidad de cemento a utilizar en función del tamaño de los áridos?
Con carácter general, la cantidad mínima de cemento por metro cúbico de hormigón depende, en particular, del tamaño de los áridos, debiendo ser más elevada a medida que disminuye dicho tamaño, y más reducida a medida que aumenta el tamaño de éstos.
¿Cuántas fracciones granulométricas de áridos, al menos, se deben utilizar en la fabricación del hormigón?
El árido deberá componerse de al menos dos fracciones granulométricas, para tamaños máximos iguales o inferiores a 20 mm, y de tres fracciones granulométricas para tamaños máximos mayores.
¿Cuáles son las fuentes de donde procede el agua de amasado y que deben tenerse en cuenta para calcular el total de agua empleado en una amasada?
El agua de amasado está constituida, fundamentalmente, por la directamente añadida a la amasada, la procedente de la humedad de los áridos y, en su caso, la aportada por aditivos líquidos.
¿Qué diferencia existe en el amasado de un hormigón de alta resistencia respecto a uno convencional?
Se recomienda el empleo de amasadoras fijas en la central de hormigón, así como incrementar, como mínimo, en un 50% el tiempo de amasado respecto al empleado en hormigones convencionales con los medios usuales.
¿Cuánto tiempo puede pasar entre la adición de agua de amasado al cemento y a los áridos y la colocación del hormigón? ¿Qué factores pueden hacer cambiar esta prescripción?
El tiempo transcurrido entre la adición de agua del amasado al cemento y a los áridos y la colocación del hormigón, no debe ser mayor de hora y media, salvo que se utilicen aditivos retardadores de fraguado. Dicho tiempo límite podrá disminuirse, en su caso, cuando el Fabricante del hormigón considere necesario establecer en su hoja de suministro un plazo inferior para su puesta en obra. En tiempo caluroso, o bajo condiciones que contribuyan a un rápido fraguado del hormigón, el tiempo límite deberá ser inferior, a menos que se adopten medidas especiales que, sin perjudicar la calidad del hormigón, aumenten el tiempo de fraguado.
¿Cuánto podemos llenar el tambor de una amasadora móvil durante el transporte?
Cuando el hormigón se amasa completamente en central y se transporta en amasadoras móviles, el volumen de hormigón transportado no deberá exceder del 80% del volumen total del tambor. Cuando el hormigón se amasa o se termina de amasar, en amasadora móvil, el volumen no excederá de los dos tercios del volumen total del tambor.
¿Se puede adicionar agua u otras sustancias una vez se ha fabricado la masa fresca? ¿Qué podemos hacer si el asentamiento es menor que el especificado?
Queda expresamente prohibida la adición al hormigón de cualquiera cantidad de agua u otras sustancias que puedan alterar la composición original de la masa fresca. No obstante, si el asentamiento es menor que el especificado, el suministrador podrá adicionar aditivo plastificante o superplastificante para aumentarlo hasta alcanzar dicha consistencia, sin que ésta rebase las tolerancias indicadas por la Instrucción EHE-08 y siempre que se haga conforme a un procedimiento escrito y específico que previamente haya sido aprobado por el Fabricante del hormigón. Para ello, el elemento de transporte o, en su caso, la central de obra, deberá estar equipado con el correspondiente sistema dosificador de aditivo y reamasar el hormigón hasta dispersar totalmente el aditivo añadido. El tiempo de reamasado será de al menos 1 min/m3, sin ser en ningún caso inferior a 5 minutos.
¿Por qué no es recomendable el vertido del hormigón en grandes montones y su posterior distribución por medio de vibradores?
El vertido en grandes montones y su posterior distribución por medio de vibradores no es, en absoluto, recomendable, ya que produce una notable segregación en la masa del hormigón.
¿Qué ocurre si se vierte el hormigón desde una altura superior a 2 m?
Si se realiza un vertido del hormigón en caída libre, con una altura superior a 2 m, se produce inevitablemente, la disgregación de la masa, y puede incluso dañar la superficie de los encofrados o desplazar éstos y las armaduras o conductos de pretensado, debiéndose adoptar las medidas oportunas para evitarlo.
¿Cuándo se puede decir que un hormigón está bien compactado?
El proceso de compactación deberá prolongarse hasta que refluya la pasta a la superficie y deje de salir aire. De este modo se eliminan los huecos y se obtiene un perfecto cerrado de la masa, sin que llegue a producirse segregación.
¿Cuál es el espesor de la tongada de hormigón a compactar, en situaciones normales?
El espesor de las capas o tangadas en que se extienda el hormigón estará en función del método y eficacia del procedimiento de compactación empleado. Como regla general, este espesor estará comprendido entre 30 y 60 cm.
¿Qué puede ocurrir si hemos realizado una compactación del hormigón excesiva?
Una excesiva compactación del hormigón en obra puede conducir a defectos como la formación de una capa superficial débil que no se reflejen suficientemente en el valor de la resistencia a compresión.
¿Qué tipo de compactación se utilizará para un hormigón de consistencia fluida?
A título informativo, la EHE-08 recomienda un picado con barra cuando la consistencia es fluida.
¿Cuál es el límite inferior de temperatura de la masa de hormigón en el momento de verterla en el molde o encofrado?
La EHE-08 indica que la temperatura de la masa de hormigón, en el momento de verterla en el molde o encofrado, no será inferior a 5ºC.
¿Qué efectos tiene el tiempo frío sobre el hormigón en fase de endurecimiento?
La hidratación de la pasta de cemento se retrasa con las bajas temperaturas. Además, la helada puede dañar de manera permanente al hormigón poco endurecido si el agua contenida en los poros se hiela y rompe el material.
¿Bajo qué condiciones se suspenderá el hormigonado en tiempo caluroso?
Si la temperatura ambiente es superior a 40ºC o hay un viento excesivo, salvo que, previa autorización expresa de la Dirección Facultativa, se adopten medidas especiales.
Si se está hormigonando una gran masa, ¿qué temperatura como máximo deberá tener la masa de hormigón fresco?
Se debe asegurar que la temperatura en el momento del vertido sea inferior a 15ºC en el caso de grandes masas de hormigón.
¿Dónde se deben disponer las juntas de hormigonado?
Las juntas de hormigonado, que deberán, en general, estar previstas en el proyecto, se situarán en dirección lo más normal posible a la delas tensiones de compresión, y allí donde su efecto sea menos perjudicial, alejándolas, con dicho fin, de las zonas en las que la armadura esté sometida a fuertes tracciones. Se les dará la forma apropiada que asegure una unión lo más íntima posible entre el antiguo y el nuevo hormigón. Cuando haya necesidad de disponer juntas de hormigonado no previstas en el proyecto se dispondrán en los lugares que apruebe la Dirección Facultativa, y preferentemente sobre los puntales de la cimbra.
¿Qué debe hacerse al reanudar el hormigonado sobre una junta de hormigonado previa?
Antes de reanudar el hormigonado, se retirará la capa superficial de mortero, dejando los áridos al descubierto y se limpiará la junta de toda suciedad o árido que haya quedado suelto. En el caso de que el hormigón antiguo esté seco, es necesario humedecer antes de proceder al vertido del hormigón fresco. En cualquier caso, el procedimiento de limpieza utilizado no deberá producir alteraciones apreciables en la adherencia entre la pasta y el árido grueso. Expresamente se prohíbe el empleo de productos corrosivos en la limpieza de juntas.
Imagine que existe contacto entre dos hormigones con resistencias características muy distintas, como es el caso de edificios con pilares de hormigón de alta resistencia y formados de hormigón convencional. ¿Qué medidas deberemos adoptar?
En tal caso, se puede adoptar una de las siguientes medidas:
Disponer, en la zona de forjado ocupada por el pilar, hormigón de la resistencia característica de éste. Esta superficie debería extenderse 600 mm más allá de la cara del pilar. Es importante disponer en primer lugar el hormigón de alta resistencia, para prevenir posibles caídas de hormigón convencional en la posición del pilar. Es responsabilidad del proyectista definir en planos las zonas donde el hormigón de alta resistencia y el hormigón convencional van situaos.
Ejecutar todo el forjado con hormigón convencional. En tal caso, el hormigón del pilar en el canto del forjado tiene una resistencia menor que en el resto del pilar pero mayor que la del forjado por estar confinado por éste. Conviene estudiar específicamente la resistencia de esta zona.
¿Cuáles son los principales métodos de curado del hormigón?
Los principales método para el curado del hormigón son los siguientes: protección con láminas de plástico, protección con materiales humedecidos (sacos de arpillera, arena, paja, etc.), riego con agua, aplicación de productos de curado que formen membranas de protección.
PROBLEMA: Determinar la duración mínima, en días, del curado de un hormigón con una clase de exposición normal, con una temperatura media durante el curado de 10ºC, no expuesta ni al sol ni al viento, con una humedad relativa del 85%, con una clase del cemento 42,5 R CEM II y una relación a/c = 0,55.
Para una estimación de la duración mínima de curado D, en días, se puede aplicar la siguiente expresión de la EHE-08:
D=K·L·D0 +D1
K es el coeficiente de ponderación ambiental. Según la Tabla 71.6.d, K=1,00.
L es el coeficiente de ponderación térmica. Según la Tabla 71.6.e, L=1,30.
D0 es el parámetro básico de curado. Según la Tabla 71.6.a y la Tabla 71.6.b, D0=3.
D1 es un parámetro función del tipo de cemento. Según la Tabla 71.6.c, D1=1.
Con los datos anteriores, D=1,00·1,30·3+1 = 4,9. Adoptamos 5 días como duración mínima de curado.
La dosificación es el conjunto de operaciones que permiten cargar los constituyentes del hormigón en la mezcladora siguiendo un orden preestablecido y garantizando que se respeten las proporciones fijadas por las fórmulas correspondientes a cada mezcla.
El artículo 71.2.3 de la Instrucción de Hormigón Estructural, EHE-08, proporciona las características que deben de cumplir las instalaciones de dosificación.
En la realidad, la cantidad de materiales que se utilizan realmente en una amasada varían con respecto a los valores nominales de las fórmulas. Las normas UNE-EN206-1:2008 y la EHE-08 definen las tolerancias que se deben respetar en la dosificación. En la Tabla 1 se recogen dichas tolerancias.
Los materiales constituyentes del hormigón se encuentran en estado sólido (cemento, áridos y adiciones) o líquido (agua y aditivos). Cada constituyente posee su línea de dosificación propia. La Tabla 2 resume las instalaciones de dosificación empleadas.
Las instalaciones de dosificación deben disponer silos con compartimentos adecuados y separados para cada una de las fracciones granulométricas necesarias de árido. Se garantizará en cada compartimento que la descarga sea eficaz, sin atascos y con una segregación mínima.
Los constituyentes sólidos como el cemento, los áridos y las adiciones se dosifican por peso; el agua se puede dosificar por peso o por volumen, al igual que los aditivos líquidos. Hoy día, el agua se dosifica normalmente por peso, debido a la mayor rapidez y precisión. Para mayor precisión, algunas plantas disponen de medidores de humedad y corrección del agua de amasado al incluir la que aportan los áridos.
Los aditivos líquidos se continúan dosificando por volumen, aunque muchas centrales vienen preparadas para dosificarlos también en peso. En los aditivos, como las cantidades son bajas, las básculas deben ser más pequeñas y por consiguiente son más sensibles a las vibraciones existentes en las centrales. Se debe de poder medir con claridad la cantidad de aditivo correspondiente a 50 kg de cemento. Se recomienda, para el caso de los aditivos, que se utilice un dosificador diferente para cada uno de ellos. En caso contrario, debería realizarse una limpieza del sistema dosificador, salvo que los diferentes aditivos fueran compatibles entre sí.
En el caso de una dosificación ponderal por peso, se emplean básculas para pesar los materiales, garantizando que en ningún caso se dosifiquen cantidades por debajo del 10% de la capacidad total de la escala de la báscula empleada.
Existen diversos tipos de básculas, aunque todas se componen de un receptáculo, un dispositivo de medida y un sistema de evacuación. Es muy importante que se encuentren perfectamente limpios todos los puntos de apoyo, las articulaciones y partes análogas de las básculas.
Imagen de planta de hormigón
Referencias:
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014).Fabricación, transporte y colocación del hormigón.Apuntes de la Universitat Politècnica de València.
En este post me gustaría dar cierta información básica del Máster Oficial en Ingeniería del Hormigón que se imparte en el Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil de la Universitat Politècnica de València. Se trata de un máster verificado por ANECA que deriva de la docencia impartida en el Programa de Doctorado de dicho departamento. Es un máster de orientación tanto profesional como investigadora, con una fuerte presencia de alumnos procedentes de otros países, fundamentalmente del ámbito latinoamericano y europeo. Se trata del único máster especializado en hormigón impartido en lengua española a nivel internacional. Sus profesores pertenecen todos ellos al ICITECH, Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón, instituto de investigación con laboratorios e instalaciones propias para desarrollar las líneas de investigación asociadas.
Los estudios del Máster en Ingeniería del Hormigón proporcionan tanto un amplio conocimiento sobre el hormigón como material de construcción como las habilidades necesarias para el análisis y diseño de estructuras de hormigón. Estos estudios incluyen aspectos que van desde la naturaleza y propiedades químicas de los componentes que lo constituyen y las propiedades tecnológicas y de durabilidad, incluyendo la tecnología de diseño, producción y puesta en obra del hormigón, hasta los relacionados con el diseño, análisis, construcción, mantenimiento y reparación de estructuras. Todos ellos abordados teniendo en cuenta criterios de calidad, seguridad, sostenibilidad, cooperación al desarrollo y responsabilidad social corporativa.
Los alumnos pueden acceder a este máster desde perfiles diversos, por lo que se oferta un plan de estudios con una adecuada y amplia optatividad que les permita construir su currículo específico dentro del mundo del hormigón y afines. Estos estudios están orientados a la formación de investigadores, docentes y especialistas en algunos de los siguientes campos del hormigón:
1.- Propiedades físico-químicas y tecnológicas de los hormigones y sus materiales constituyentes convencionales y avanzados, su fabricación y sus aplicaciones.
2.- Propiedades físico-químicas y tecnológicas de los materiales para la reparación de construcciones de hormigón estructural y sus aplicaciones.
3.- Procedimientos constructivos, maquinaria y medios auxiliares para la construcción de estructuras de hormigón convencionales y singulares.
4.- Durabilidad de las construcciones de hormigón y medidas de protección.
5.- Aspectos medioambientales y ciclo de vida del hormigón.
6.- Evaluación y diagnóstico de construcciones de hormigón estructural, y los métodos, mecanismos y medios para su reparación y rehabilitación.
7.- Comportamiento mecánico-resistente de las construcciones de hormigón estructural, su modelización numérica y análisis experimental.
8.- Diseño, optimización y proyecto de construcciones de hormigón.
9.- Construcción industrializada y prefabricación
El Plan de Estudios está divido en un módulo básico, de 60 créditos, que se impartirá en el primer año académico, un segundo módulo complementario, de 15 créditos, que se impartirá en el primer cuatrimestre del segundo año académico y el Trabajo de Fin de Máster, de 15 créditos, lo cual suma los 90 créditos del máster. El módulo básico se divide en tres materias de carácter común y obligatorio para todos los alumnos, cada una de ellas de 20 créditos. En dicho módulo básico se encuadrarán las materias de “Materiales constitutivos y durabilidad del hormigón”, “Análisis de estructuras de hormigón” y “Concepción y diseño de estructuras de hormigón”. Este módulo se desarrollará durante el primer curso, tanto en los cuatrimestres primero y segundo. En cuanto al módulo complementario, éste se desarrollará íntegramente en el primer cuatrimestre del segundo año, constando de una materia denominada “Complementos de construcción y tecnología del hormigón”, de 15 créditos.
Con respecto al Trabajo de Fin de Máster, no se exige un período cerrado y obligatorio para su entrega y su defensa, si bien se estima una duración de 3-4 meses. El motivo de esta atemporalidad reside en facilitar al alumno incrementar el período en el que desarrolle esta actividad minimizando el solapamiento con la docencia del primer cuatrimestre del segundo año. Por otra parte, y teniendo en cuenta que una parte importante de los Trabajos de Fin de Máster estarán fundamentados en resultados experimentales de laboratorio, será necesario prever períodos de ensayos y medidas experimentales que deberán ser coordinados con las actividades investigadoras habituales.
A continuación tenéis un enlace embebido de la página oficial del máster donde podéis ver el Plan de Estudios e información adicional.
Springsol es una técnica especialmente útil en el tratamiento del terreno en trabajos de rehabilitación o refuerzo de estructuras, terrenos bajo losas de naves industriales, terraplenes en infraestructuras de comunicación, etc. Se encuentra a medio camino entre el pilote de mortero, las columnas de suelo-cemento realizadas mediante jet grouting y las columnas de mortero inyectado a presión controlada ejecutadas mediante intrusiones rígidas o compaction grouting.
Se trata de un procedimiento donde se crea una columna de suelo-cemento por medios mecánicos, con unas aspas o alas que giran y amasan el suelo. Utiliza equipos de tamaño reducido realizando perforaciones de pequeños diámetros (de 100 a 150 mm). Esta característica permite minimizar el efecto sobre losas, soleras o zapatas, siendo posible perforar estratos intermedios no perforables con barrenas, dejando los primeros metros sin tratamiento. Además, evita la inyección a altas presiones, susceptibles de afectar a las estructuras. Además, permite ejecutar la columna a partir de una profundidad concreta (con, por ejemplo tapones, de fondo).
Una aplicación especialmente interesante es el tratamiento de taludes ferroviarios atravesando el balasto, evitando su contaminación, con una mínima afección al servicio.
Figura 2. Aspecto de la columna formada. http://www.rodiokronsa.es/Figura 3. A- Perforación con ligante. B- Mezcla suelo-ligante (rechazo). C- Apertura de alas bajo tubería. D- Perforación, mezcla suelo-ligante. Diámetro de columna 400 mm. http://www.tectonica-online.com/Figura 4. http://actions-incitatives.ifsttar.fr/
Os paso a continuación una animación donde se puede ver con mayor claridad cómo funciona este tratamiento.
Las civilizaciones antiguas ya tuvieron la idea de juntar piedras usando un amalgamador. Así, hacia el 2500 a.C., los egipcios ya emplearon un mortero de cal y yeso en la construcción de las pirámides de Giza. Sin embargo, fueron los romanos los que emplearon el hormigón a gran escala en obras como el Coliseo (en su cimiento y paredes internas) y el Panteón, construidos en los años 80 y 120 d.C. en Roma, o bien en el puente de Alcántara, en Hispania, del 104 al 106 d.C.
Tras la caída del imperio romano, el uso del hormigón decae hasta que, en la segunda mitad del siglo XVIII, se vuelve a utilizar en Francia y en Inglaterra. Así, en 1758, el ingeniero John Smeaton, ideó un nuevo mortero al reconstruir el faro de Eddyston en la costa de Cornish. En esta obra se empleó un mortero adicionando una puzolana a una caliza con una alta proporción de arcilla. Este mortero se comportaba bien frente a la acción del agua del mar debido a la presencia de arcilla en las cales, permitiendo incluso fraguar bajo el agua, y permanecer insoluble una vez endurecido.
Aunque Joseph Aspdin patentó en 1824 el cemento Portland, se considera al francés Vicat como padre del cemento al proponer en 1817 un sistema de fabricación que se sigue usando actualmente. Con todo, el cemento Portland actual se produce, desde el año 1845, con el sistema de Isaac C. Jhonson. Este procedimento se basa en altas temperaturas capaces de clinkerizar la mezcla de arcilla y caliza.
Las nuevas dársenas en el puerto de Toulon (Francia), en 1748, constituyen la primera obra moderna en la que se emplea el hormigón y que se encuentre documentada. Esta obra se ejecutó mediante tongadas alternas de hormigón fabricado con puzolana y mampostería irregular. En 1845 Lambot empieza a fabricar en Francia objetos en los que combina el hormigón y el acero, surgiendo de esta forma el primer hormigón armado.
Patentes de sistemas de hormigón armado (Christophe 1902)
Destaca la publicación, en 1861, del libro “Bétons Aglomérés appliqués à l’art de construire“, donde François Coignet analiza la función del hormigón y del acero como partes integrantes del nuevo material. Joseph Monier construye en 1875 el primer puente de hormigón armado del mundo en Chazalet (Francia) con un vano de 16,5 m de luz patentando el hormigón armado. En 1885, asociados Coignet y Monier, presentan en la Exposición Universal de París ejemplos de elementos que podrían realizarse con hormigón como vigas, bóvedas, tubos, etc.
A finales del siglo XIX se comienza a utilizar el hormigón en países como Alemania y Estados Unidos. Aunque las primeras aplicaciones del hormigón en Estados Unidos datan de 1875, fue a partir de 1890 cuando su empleo alcanzó un impulso extraordinario. Eran unos años donde las bases científicas del comportamiento del hormigón armado no estaban asentadas y, por tanto, las aplicaciones estaban sujetas a patentes y sistemas de firmas comerciales. Así, a pesar de las patentes de Monier sobre el hormigón armado, el desarrollo del nuevo material no despegó hasta que empresarios alemanes como Freytag no compraron los derechos de explotación. Fue en 1885 cuando el ingeniero Gustaf Wayss, que acababa de asociarse a las empresas alemanas que poseían los derechos de Monier, estableció los principios básicos del comportamiento del hormigón armado.
Edmond Coignet y De Tedesco publicaron en 1884 el primer método de dimensionamiento elástico de secciones de hormigón armado sometidas a flexión, mientras que el ingeniero Mathias Koenen, director técnico de la empresa de Wayss y Freytag, publicó en 1886 el primer método empírico de este tipo de secciones. La empresa de Wayss y Freytag construyó entre 1887 y 1899 trescientos veinte puentes distribuidos por toda Alemania y el Imperio austro-húngaro.
Las construcciones de Monier en Alemania supusieron un impulso potente en Francia, donde, a partir de 1890, empezó una auténtica revolución en la industria de este país. Jean Bordenave patentó en 1886 un sistema de tuberías de hormigón armado (Sidéro-ciment) que se utilizaría por primera vez en el abastecimiento de agua potable de Venecia. La primera patente realmente significativa en el ámbito del hormigón la realizó F. Hennebique en 1892 en Francia y Bélgica. En 1902 Rabut define las leyes de deformación del hormigón armado y sus reglas de cálculo y empleo. En 1904 De Tedesco publica el primer volumen completo sobre hormigón. La primera tesis sobre hormigón estructural la presentó F. Dischinger en 1928, versando dicho trabajo sobre láminas de hormigón para cubrir grandes espacios.
Anuncio cemento, 1903
En España la técnica del hormigón armado también llegó a finales del siglo XIX, desarrollándose simultáneamente con la industria del cemento portland. Nuestro país se situó desde ese momento en las primeras posiciones en el desarrollo internacional de la construcción con hormigón armado. La fabricación de traviesas de ferrocarril por parte de Nicolau en 1891 y el proyecto y construcción en 1893 del depósito de agua de Puigverd (LLeida) por parte del ingeniero Francesc Macià, se consideran las primeras aplicaciones de este material. En los primeros años del siglo XX, otros ingenieros y arquitectos (Ribera, Zafra, Rebollo, Durán, Jalvo, Fernández Casado, Torroja, entre otros) contribuyeron enormemente al desarrollo del hormigón armado en España. Por último, a partir de 1910, se introduce la enseñanza del hormigón armado en la Escuela de Ingenieros de Caminos de Madrid. No obstante, accidentes como el de la construcción del tercer depósito del Canal de Isabel II hizo que estos inicios fueran complicados.
Puente de Ribera (1910) en Valencia de Don Juan (León). http://www.mirame.chduero.es/PHD/Hidro.php?id=196
El control del hormigón y sus componentes se encuentra en el articulado de la instrucción EHE-08 de hormigón estructural. Entre otras, la instrucción actual tuvo que contemplar aspectos como la incorporación del marcado CE (Directiva Europea 89/106/CEE), la aprobación del Código Técnico de Edificación y la incorporación de nuevos hormigones (reciclados, autocompactantes, no estructurales, ligeros o con fibras). Todo ello se enmarca dentro de un entorno donde la sociedad demanda mayor calidad en los productos, aparecen nuevas exigencias como la durabilidad y la sostenibilidad y se extiende el control de calidad a todo el proceso constructivo.
En este sentido, es necesario diferenciar aquellos hormigones que posean el Distintivo de Calidad Oficialmente Reconocido (DCOR) de los hormigones que no los posean. La relación de distintivos reconocidos y de centrales se puede consultar en la página web de la Comisión Permanente del Hormigón (enlace).
A continuación os dejo un enlace a la “Guía para el control en obra del hormigón según la instrucción EHE-08 y metodología para actuaciones con resultados de control en obra desfavorables”, de ANEFHOP, y unos vídeos explicativos del profesor Antonio Garrido, que espero os sean de interés y utilidad. También os recomiendo el siguiente enlace sobre control de conformidad del hormigón: https://estonocumple.wordpress.com/2011/03/17/control-de-conformidad-de-un-hormigon/
