RESISTENCIA DEL HORMIGÓN ELABORADO

Resistencia del Hormigón Elaborado. Su Medición y Evaluación de Resultados. Cómo Influyen en la Resistencia los Materiales, la Dosificación, la Operación y Puesta en Obra del Hormigón y los Métodos de Ensayo.

La resistencia del hormigón es su capacidad para oponerse a esfuerzos que se manifiestan por solicitaciones a compresión, a tracción, a flexión, a flexo tracción y al corte.
La Norma IRAM 1666 de Hormigón Elaborado - Parte I, determina una sola forma de medir la resistencia del material a los fines de verificar su calidad, y es la Resistencia Característica a Compresión Simple a 28 días de edad.
El ensayo correspondiente está normalizado según Norma IRAM 1546 -Hormigones - Métodos de ensayo a compresión-, que debe hacerse sobre probetas de 15 x 30 cm. Normalizadas según Norma IRAM 1524 - Hormigón de Cemento Pórtland. Preparación y curado en obra de probetas para ensayos de compresión y de tracción por compresión diametra-. Las muestras de hormigón para confeccionar las probetas deben ser obtenidas en la canaleta del motohormigonero en el momento de la descarga de acuerdo a lo especificado en las Normas IRAM 1541 - Hormigón Fresco. Muestreo- e IRAM 1666 Parte I -Hormigón Elaborado-. Previo al ensayo de compresión, las bases de las probetas deben ser tratadas según lo estipulado en la Norma IRAM 1553 -Hormigón de Cemento Pórtland-. Preparación de las bases de probetas cilíndricas, para ensayos a la compresión.
Independientemente de este aspecto normativo que hace a la verificación de la calidad del hormigón elaborado, pueden ser convenientes otros ensayos, que no serán condición de aceptación o rechazo del material, pero que sirven para comprobar el comportamiento del hormigón a esfuerzos de flexión (caso de los hormigones para losas de pavimentos, probetas para proyecto de mezclas de Hormigón Compactado a Rodillo para uso vial, o testigos calados del pavimento) u otros pedidos por Proyectistas o Directores de Obra.
Para estos casos se dispone de dos ensayos normalizados:
• Si se trata de probetas cilíndricas se emplea el ensayo IRAM 1658 -Hormigones. Método de ensayo de tracción simple por comprensión diametral-.
• Si se trata de probetas prismáticas (también normalizadas en IRAM 1524) o testigos prismáticos calados de la estructura (según Norma IRAM 1551 - Hormigón de cemento Pórtland. Extracción, preparación y curado de testigos de hormigón endurecido-) el ensayo disponible es la Norma IRAM 1547 -Ensayos de flexión de probetas de hormigón. Método de la viga simple con carga en los tercios de la luz-.
Distintos factores que influyen en la resistencia del Hormigón:
Influencia de los materiales:
De todos los materiales utilizados, es obvio que el que más influye es el cemento Pórtland, ya que a igualdad de todas las demás condiciones (materiales, operación, clima, etc.), un cemento CP 40 dará más resistencia al hormigón que un CP 30, ya que está probado experimentalmente que la resistencia del mortero de Cemento Pórtland Normal está relacionada en forma directa con el hormigón que con él se elabora, como puede apreciarse en la figura 1.
Relación entre la Resistencia del Mortero de cemento Pórtland Normal y la Resistencia de Hormigón
(Para una misma relación agua/cemento).

La calidad del agua, si tiene sustancias nocivas, puede influir seriamente en el fraguado y en el desarrollo de la resistencia del hormigón.
En ensayos paralelos efectuados con mezclas con arenas de distintos módulos de finura, se advirtió que la resistencia de los hormigones elaborados con arenas finas (módulos de finura 1,70 a 1,90) era alrededor de un 20% menor que la resistencia del hormigón con todas las demás condiciones iguales y el mismo Asentamiento en Cono de Abrams (evidentemente tomó menos agua), pero usando arenas más gruesas (módulos de finura entre 2,40 y 2,60). Es obvio que esto se debe a la mayor superficie específica de la arena fina con relación a la gruesa, la que requiere mayor lechada de cemento y por ende más agua para mantener el asentamiento del cono.
También la presencia de sustancias nocivas en los agregados finos y gruesos produce disminuciones en la resistencia, aunque es difícil evaluar a priori en qué medida, hasta no verificar el caso concreto.
Cómo influye la dosificación:
La resistencia aumenta si se aumenta la cantidad unitaria de cemento y queda igual todo lo demás.
No obstante, se llega a un punto en el cual, por más que se siga aumentando la cantidad de cemento, la resistencia se mantiene sin variar, es decir se estabiliza en un techo de resistencia del cual no se puede pasar, dependiendo la mayor o menor altura de ese techo de las características de los otros materiales, condiciones de temperatura y humedad, etc.
Dosificar con asentamientos en Cono de Abrams superiores a 15 cm. Sin recurrir a un superfluidificante, con el sólo arbitrio de tratar de mantener la resistencia compensando el exceso de agua con más cemento para mantener la relación agua/cemento, es un error, ya que si bien es muy probable que la resistencia en la probeta sea la correcta, en la estructura, especialmente en la parte superior de columnas y vigas, se producirá una gran exudación y el agua -al emigrar hacia la superficie del hormigón-; formará infinitos canales capilares, especie de "perforaciones verticales" que debilitarán la estructura.
Otro elemento que contribuye a la elevación de la resistencia -siempre manteniendo las demás condiciones - es la reducción de la relación agua/cemento. Hay una tendencia generalizada en las obras a trabajar con hormigones más fluidos que lo realmente necesario. Es obvio que esto significa menor trabajo para la cuadrilla y menos posibilidad de aparición de nidos de abeja, armaduras de refuerzo mal recubiertos, etc. Pero este aumento de la cantidad de agua de mezclado, disminuye inexorablemente la resistencia del hormigón.
La dosificación de los agregados y las mezclas de estos que contribuyan a lograr una curva granulométrica continua y bien ubicada, dará un volumen mínimo de vacíos y por lo tanto una superficie específica menor, lo cual elevará la resistencia para la misma cantidad unitaria de cemento.
Cómo influyen la operación de mezclado y la puesta en obra del hormigón:
Un mezclado demasiado breve, incompleto, contribuirá a la segregación de la mezcla, y aparte de disminuir la resistencia, afectará a la variabilidad del hormigón de un mismo pastón.
Un exceso de mezclado o una demora en la descarga fuera de los límites normalizados en IRAM 1666 -Hormigón elaborado - Parte I- perjudicará la resistencia, y una demora importante puede comprometerla seriamente.
Influencia de las condiciones de curado:
Entendemos por condiciones de curado a las condiciones de humedad y temperatura en que es "mantenido" el hormigón a través del tiempo.
Remarcamos entonces que la edad de las reacciones de hidratación del cemento, y la temperatura y humedad a las que estuvieron sometidas tienen una definitiva influencia en la resistencia del hormigón.
Un curado deficiente o la falta total de curado puede reducir la resistencia del hormigón de la estructura, comparada con la de las probetas con curado normalizado, hasta en un 50%, como puede apreciarse en la figura 2.
Influencia del Curado Húmedo en la Resistencia.

La resistencia aumenta con la edad del hormigón, y la temperatura hace variar los tiempos de fraguado según puede apreciarse en las figuras 3 y 4.
Desarrollo de la Resistencia en el Tiempo de un Hormigón con Cemento Pórtland Normal

Curvas de Fraguado de Mortero de Cemento Pórtland Normal para Distintas Condiciones de Temperatura


Influencia de las condiciones de carga:


Podemos observar en los ensayos a compresión de probetas que la resistencia aumenta si se eleva la velocidad de carga de la prensa, por lo que ésta debe regularse a la velocidad de ensayo que prescribe la Norma IRAM 1546.
Si comparamos el tiempo de aplicación de la carga del tipo "estático" del ensayo hasta la rotura oscila entre 1 y 3 minutos aproximadamente con situaciones de obra, vemos que para un edificio si bien es prácticamente la carga es constante su aplicación es "prolongada" por un largo períodos de tiempo. Las diferencias se profundizan más si analizamos las cargas a que esta sometido por ejemplo un puente grúa, que son del tipo "dinámicas y fluctuantes".
De estudios realizados podemos concluir que la resistencia a largo plazo esta en el orden del 80% de la que se obtiene en un ensayo normalizado, mientras que las cargas "alternativas" reducen la resistencia del hormigón a un valor del 50% de la que se obtiene para cargas "estáticas".