La resistencia del hormigón

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 Portland. Preparación y curado en obra de probetas para ensayos de compresión y de tracción por compresión diametral.

Las muestras de hormigón para confeccionar las probetas deben ser obtenidas en la canaleta del motohormigonero en el momento de la descarga de acuerdo con 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 Portland-. Preparación de las bases de probetas cilíndricas, para ensayos a la compresión e IRAM 1708 - Hormigón - Método para el uso de encabezado con placas de elastómero en la determinación de la resistencia a la compresión de probetas cilíndricas.

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 Portland. 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 más influyente es el cemento, 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 experimentaImente que la resistencia del mortero de Cemento Normal está relacionada en forma directa con el hormigón que con él se elabora.

Relación entra la Resistencia del Mortero da Cemento Portland Normal y la Resistencia de Hormigón (Para una misma relación agua/ ce mentó).

La calidad del agua, si tiene: sustancias nocivas, puede influir seriamente en el fraguado y en el desarrollo de la resistencia del hormigón.

Los ensayos paralelos efectuados con mezclas con mezclas con arenas de distintos módulos de finura se advirtió que, la resistencia de los hormigones elaborados con arenas finas (módulos de finura 1,70a 1,90) era alrededor de 20% menor que la resistencia del hormigón con todas las demás condiciones iguales y el Asentamiento en el tronco de Cono de Abrams (evidentemente tomo menos agua) pero usando arenas mas gruesas (módulos de finura entre 2,40 y 2,60). Es obio 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.

Como 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 el tronco de Cono de Abrams superiores a 15 cm (sin recurrir a un superfluidificante) para 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 produciré una gran exudación y el agua al migrar hacia la superficie del hormigón, formará infinitos canales capilares, especie de "perforaciones verticales" que debilitaran 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 especifica menor, lo cual elevará la resistencia para la misma cantidad unitaria de cemento.

Cómo influyen la operación de mezclada 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, afectara a la variabilidad del hormigón de un mismo patrón.

Un exceso de mezclado o una demora en la descarga fuera de los límites normalizados en 1RAM 1666 -Hormigón elaborado -perjudicaré 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 %. La resistencia aumenta con la edad del hormigón, y la temperatura hace variar los tiempos de fraguado.

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 prácticamente la carga es constante su aplicación es "prolongada" por un largoperiodo 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 podernos 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".