Formigón

El formigón (del llatín formicō, 'moldiáu, conformáu') ye un material compuesto emplegáu en construcción, formáu esencialmente por un aglomerante al que s'añeden partícules o fragmentos d'un amestáu, agua y aditivos específicos.

Formigón
material compuesto (es) y material maleable (es)

Formigonáu.

Allugamientu de formigón frescu n'obra. El material que s'arrama ye una masa pastoso. Los trabayadores con botes impermeables mover por él ensin muncha dificultá.

El formigón dexa rellenar un molde o encofráu con una forma primeramente establecida. Nesti casu, ye un encepado, un elementu que xune les cabeces d'un grupu de pilotes, fincaos o enfiñíos fondamente nel terrén.

El aglomerante ye na mayoría de les ocasiones cementu (xeneralmente cementu Portland) entemecíu con una proporción fayadiza d'agua por que se produza una reaición d'hidratación. Les partícules d'agregaos, dependiendo fundamentalmente del so diámetru mediu, son los grebus (que se clasifiquen en grava, gravilla y arena). El solu amiestu de cementu con sable y agua (ensin la participación d'un agregáu) denominar morteru. Esisten formigones que se producen con otros conglomerantes que nun son cementu, como'l formigón asfálticu qu'utiliza betume pa realizar l'amiestu.

El cementu ye un material pulverulento que por sigo mesmu nun ye aglomerante, y que, entemecíu con agua, al hidratarse convertir nuna pasta moldeable con propiedad adherentes, qu'en poques hores fragua y endurezse, tornándose nun material de consistencia pedresa. El cementu consiste esencialmente en silicatu cálcicu hidratáu (S-C-H). Esti compuestu ye'l principal responsable de les sos carauterístiques adesives. Denominar cementu hidráulicu cuando'l cementu, resultante de la so hidratación, ye estable en condiciones de redolada aguacientes. Amás, pa poder modificar delles de les sos carauterístiques o comportamientu, pueden añader aditivo y amiestes (en cantidaes inferiores al 1 % de la masa total del formigón), esistiendo una gran variedá d'ellos: colorantes, aceleradores y retardadores de cuayáu, fluidificantes, impermeabilizantes, fibres, etc.

El formigón convencional, de normal usáu en pavimentos, edificios y otres estructures, tien un pesu específicu (densidá, pesu volumétrico, masa unitario) que varia de 2200 hasta 2400 kg/m³ (137 hasta 150 llibres/piés3). La densidá del formigón varia dependiendo de la cantidá y la densidá del agregáu, la cantidá d'aire atrapáu (ocluido) o intencionalmente incluyíu y les cantidaes d'agua y cementu. Per otru llau, el tamañu máximu del agregáu inflúi nes cantidaes d'agua y cementu. Al amenorgase la cantidá de pasta (aumentar la cantidá d'agregáu), auméntase la densidá. Dellos valores de densidá pal formigón frescu presentar na Tabla 1-1. Nel diseñu del formigón armao (reforzáu), el pesu unitariu de la combinación del formigón cola armadura de normal considérase 2400 kg/m³ (150 lb/ft³).

Dependiendo de les proporciones de cada unu de los sos constituyentes esisten dellos tipos de formigones. Considérase formigón pesáu aquel que tien una densidá de más de 3200 kg/m³, debíu al emplegu d'agregaos trupos (emplegáu proteición contra les radiaciones), el formigón normal, emplegáu n'estructures, que tien una densidá de 2200 kg/m³, y el formigón llixeru, con densidaes de 1800 kg/m³.

La principal carauterística estructural del formigón ye qu'aguanta perbién los esfuerzo de compresión, pero nun tien bon comportamientu frente a otros tipos d'esfuercios (traición, flexón, cortante, etc.), y por esti motivu ye habitual usalo acomuñáu a ciertes armadures d'aceru, recibiendo nesti casu la denominación de formigón armao, o formigón prerreforzado en dellos llugares. Esti conxuntu pórtase bien favorablemente ante les diverses solicitaciones o esfuercios mentaos enantes. Cuando se proyeuta una estructura de formigón armao establécense les dimensiones de los elementos, el tipu de formigón, los aditivos y l'aceru qu'hai qu'asitiar en función de los esfuercios que tendrá de soportar y de les condiciones ambientales a que va tar espuestu.

A finales del sieglu XX, yá yera'l material más emplegáu na industria de la construcción. Dáse-y forma por aciu l'emplegu de moldes ríxidos denominaos: encofraos. El so emplegu ye habitual n'obres d'arquiteutura ya inxeniería, tales como edificios, pontes, diques, puertos, canales, túneles, etc. Inclusive naquelles edificaciones que la so estructura principal realizar n'aceru, el so usu ye imprescindible pa conformar la cimentación. La variedá de formigones que fueron apaeciendo a finales del sieglu XX, dexó qu'esistan por casu: formigones reforzaos con fibres de vidriu (GRC), formigones celulares que s'allixeren con aire, allixeraos con fibres naturales, autocompactantes.

Etimoloxía

«Formigón» procede del términu formicō (o formáceo), pallabra llatina qu'alude a la cualidá de «moldiable» o «dar forma».

Historia del formigón

Ver tamién: Historia del formigón

Trabayadores del Antiguu Exiptu.
Pintura na tumba de Rejmira.

La hestoria del formigón constitúi un capítulu fundamental de la historia de la construcción. Cuando s'optó por llevantar edificaciones utilizando materiales magrizos o pedreses, surdió la necesidá de llograr pastes o morteros que dexaren xunir dichos mampuestos pa poder conformar estructures estables. Primeramente emplegar pastes ellaboraes con magre, yelsu o cal, pero deteriorábense rápido ante les inclemencies atmosfériques. Escurriéronse diverses soluciones, entemeciendo agua con roques y minerales esmagayaos, pa consiguir pastes que nun se degradaren fácilmente. Asina, nel Antiguu Exiptu utilizáronse diverses pastes llograes con amiestos de yelsos y caliares eslleíes n'agua, pa poder xunir sólidamente los sillares de piedra; como les qu'entá perduren ente los bloques caliares del revestimiento de la Gran Pirámide de Guiza.

Formigones de cementos naturales

Panteón de Roma (sieglu II)

La cúpula semiesférica del Panteón de Roma, de 43,44 m de diámetru aguantó diecinueve sieglos ensin reformes o refuerzos. El gruesu aniellu del muru ye de opera latericia (formigón con lladriyu) y la cúpula allixeróse utilizando piedra pómez como grebu.

Na Antigua Grecia, escontra'l 500 e.C., entemecíense compuestos de caliar xamuscada con agua y arena, añadiendo piedres esmagayaes, teyes rotes o lladriyos, dando orixe al primer formigón de la hestoria, usando tobes volcániques estrayíes de la islla de Santorini. Los antiguos romanos emplegaron tierres o cenices volcániques, conocíes tamién como puzolana, que contienen xil y alúmina, que, al combinase químicamente col cal, daben como resultáu'l denomináu cementu puzolánicu (llográu en Pozzuoli, cerca del Vesubiu). Añadiendo a la so masa cachos de cerámiques o otros materiales de baxa densidá (piedra pómez) llograron el primer formigón allixeráu. Con esti material construyeron dende tuberíes a instalaciones portuaries, que los sos restos entá perduren. Destaquen construcciones como los diversos arcos del Coliséu romanu, los nervios de la bóveda de la Basílica de Majencio, con lluces de más de 25 metros, les bóvees de les Termes de Caracalla, y la cúpula del Panteón d'Agripa, d'unos 43 metros de diámetru, la de mayor lluz mientres sieglos.

Tres la cayida del Imperiu romanu, el formigón foi pocu utilizáu, posiblemente por cuenta de la falta de medios téunicos y humanos, la mala calidá de la cocedura del cal, y la falta o alloñanza de tobes volcániques. Nun s'atopen muestres del so usu en grandes obres hasta'l sieglu XIII, en que se vuelve a utilizar nos cimientos de la Catedral de Salisbury, o na célebre Torre de Londres, n'Inglaterra. Mientres el Renacimientu'l so emplegu foi escasu y bien pocu significativu.

En delles ciudaes y grandes estructures, construyíes por mayes y azteques en Méxicu o les de Machu Pichu nel Perú, utilizáronse materiales cementantes.

Nel sieglu XVIII alícase l'enfotu pola investigación. John Smeaton, un inxenieru de Leeds foi comisionáu pa construyir per tercer vegada un faru nel cantil d'Edystone, na mariña de Cornualles, emplegando piedres xuníes con un morteru de cal xamuscáu pa conformar una construcción monolítica que soportara la constante aición de les foles y los aires llentos; acabóse nel 1759 y la cimentación entá perdura.

El sieglu XIX: cementu Portland y formigón armao

Joseph Aspdin y James Parker patentaron en 1824 el Portland Cement, llográu de caliar magriza y carbón xamuscaos a alta temperatura –denomináu asina pol so color gris verdosu escuru, bien asemeyáu a la piedra de la islla de Pórtland. Isaac Johnson llogra en 1845 el prototipu del cementu modernu ellaboráu d'un amiestu de caliar y magre xamuscáu a alta temperatura, hasta la formación del clinker; el procesu de industrialización y l'introducción de fornos xiratorios favorecieron el so usu pa gran variedá d'aplicaciones, escontra finales del sieglu XIX.

El formigón, poles sos carauterístiques pedreses, soporta bien esfuerciu de compresión, pero se fiende con otros tipos de solicitaciones (flexón, traición, torsión, cortante); la inclusión de banielles metáliques que soportaren dichos esfuercios favoreció optimizar les sos carauterístiques y el so emplegu xeneralizáu n'obres abondo d'inxeniería y arquiteutura.

La invención del formigón armao atribúyese de vezu al constructor William Wilkinson, que solicitó en 1854 la patente d'un sistema qu'incluyía armadures de fierro pa «la meyora de la construcción de viviendes, almacenes y otros edificios resistentes al fueu». El francés Joseph Monier patentó dellos métodos na década de 1860, pero foi François Hennebique el qu'escurrió un sistema convincente de formigón armao, patentáu en 1892, qu'utilizó na construcción d'una fábrica de filaos en Tourcoing, Lille, en 1895. Hennebique y los sos contemporáneos basaben el diseñu de les sos patentes en resultaos esperimentales, por aciu pruebes de carga; les primeres contribuciones teóriques realícenles prestixosos investigadores alemanes, tales como Wilhelm Ritter, que desenvuelve en 1899 la teoría del «Reticuláu de Ritter-Mörsch». Los estudios teóricos fundamentales van desendolcase nel sieglu XX.

El sieglu XX: puxu de la industria del formigón

Ponte de formigón sobre'l ríu Ulla, en Vedra, Galicia, España. L'arcu principal presenta la ventaya de ser un arcu catenariu.

Ópera de Sydney, edificiu diseñáu pol arquiteutu danés Jørn Utzon en 1957 ya inauguráu nel añu 1973, en Sydney, Australia.

A principios del sieglu XX surde la rápida crecedera de la industria del cementu, por cuenta de dellos factores: los esperimentos de los químicos franceses Louis Vicat y -y Chatelier y l'alemán Michaélis, que llogren producir cementu calidable homoxénea; la invención del fornu rotatoriu pa calcinación y el molín tubular; y los métodos de tresportar formigón frescu escurríos por Juergen Hinrich Magens que patenta ente 1903 y 1907. Con estos adelantos pudo ellaborase cementu Portland en grandes cantidaes y utilizase ventaxosamente na industria de la construcción.

Robert Maillart proyeuta en 1901 una ponte n'arcu de 38 metros de lluz sobre'l ríu Inn, en Suiza, construyíu con vigues cajón de formigón armao; ente 1904 y 1906 diseña'l ponte de Tavanasa, sobre'l ríu Rin, con 51 metros de lluz, el mayor de Suiza. Claude A.P. Turner realiza en 1906 l'edificiu Bovex de Minneapolis (Estaos Xuníos), colos primeros pilastraes fungiformes (d'amplios capiteles).

Le Corbusier, nos años 1920, reclama en Vers une Architecture una producción lóxica, funcional y constructiva, desaposiada de retóriques del pasáu; nel so diseñu de Casa Domino, de 1914, la estructura ta conformada con pilastres y forxaos de formigón armao, faciendo posible fachaes totalmente diáfanas y la llibre distribución de los espacios interiores.

Los hangares d'Orly (París), diseñaos por Freyssinet ente 1921 y 1923, con 60 metros de lluz, 9 de flecha y 300 de llargor, construyir con llámines parabóliques de formigón armao, esaniciando la división funcional ente parés y techu. En 1929 Frank Lloyd Wright constrúi'l primera rascacielos en formigón.

Na década de 1960 apaez el formigón reforzáu con fibres, incorporaes nel momentu del amasáu, dando al formigón isotropía y aumentando les sos cualidaes frente a la flexón, traición, impautu, fisuración, etc. Nos años 1970, los aditivos dexen llograr formigones d'alta resistencia, de 120 a más de 200 MPa; la incorporación de monómeros xenera formigones cuasi inatacables polos axentes químicos o indestruyibles polos ciclos xelu-destemple, apurriendo múltiples meyores en diverses propiedaes del formigón.

Los grandes progresos nel estudiu científicu del comportamientu del formigón armao y les meyores teunolóxiques, fixeron posible la construcción de rascacielos más altos, pontes de mayor lluz, amplies cubiertes ya inmenses preses. El so emplegu va ser insustituible n'edificios públicos que tengan d'allugar ensames: estadios, teatros, cines, etc. Munches naciones y ciudaes competirán por alzar la edificación de mayor dimensión, o más bella, como símbolu del so progresu que, de normal, va tar construyida en formigón armao.

Los edificios más altos del mundu tienen estructures de formigón y aceru, tales como les Torres Petronas, en Kuala Lumpur, Malasia (452 metros, 1998), l'edificiu Taipei 101 en Taiwán (509 metros, 2004), o'l Burj Dubai de la ciudá de Dubái (818 metros, 2009), nel sieglu XXI.

El sieglu XXI: la cultura medioambiental

Testigos de formigón

Testigu de formigón romanu del sieglu I.

Testigu de formigón del sieglu XXI.

L'usu de materiales reciclaos como ingredientes del formigón hai ganando popularidá por cuenta de la cada vez más severa llexislación medioambiental, según la progresiva concienciación de la sociedá. Los ingredientes reciclaos más emplegaos son les cenices volantes, un subproductu de les centrales termoeléctriques alimentaes por carbón. El impautu ambiental de la industria del cementu ye significativu, pero por aciu l'emplegu d'estos nuevos materiales fai posible l'amenorgamientu de canteres y vertideros, yá que actúen como sustitutos del cementu, y amenorguen la cantidá necesaria pa llograr un bon formigón. Puesto que unu de los efeutos nocivos pal mediu ambiente ye que la producción de cementu xenera grandes volumes de dióxidu de carbonu, la teunoloxía de sustitución del cementu desempeña un importante papel nos esfuercios por amenorgar les emisiones de dióxidu de carbonu. Suelse incluyir nos amiestos ciertos catalizadores que permiten el so 'llaváu automáticu' como ye'l casu del dióxidu de titaniu.

Tamién s'utiliza pa confinar refugayes radiactives. Ente ellos, el más importante ye'l del reactor nuclear que colapsó na central de Chernobil, que foi cubiertu de formigón pa evitar fugues radiactives.

Carauterístiques y comportamientu del formigón

El formigón amuesa nuna de les sos seiciones munches esguiles d'agregamientu. Resulta necesariu investigar nes propiedaes microscópiques del formigón si deseyar conocer les sos propiedaes mecániques.

El formigón ye'l material resultante de xunir grebos cola pasta que se llogra al añader agua a un conglomerante. El conglomerante puede ser cualesquier, pero cuando nos referimos a formigón, xeneralmente ye un cementu artificial, y ente estos postreros, el más importante y habitual ye'l cementu portland. Los grebos vienen de la desintegración o trituración, natural o artificial de roques y, según la naturaleza de les mesmes, reciben el nome de grebos xilizos, Carbonatu de calciu caliares, graníticos, etc. El grebu que'l so tamañu seya cimeru a 5 mm llámase grebu gruesu o grava, ente que l'inferior a 5 mm llámase grebu finu o sable. El tamañu de la grava inflúi nes propiedaes mecániques del formigón.

La pasta formada por cementu y agua ye la que confier al formigón el so cuayáu y endurecimientu, ente que'l grebu ye un material inerte ensin participación direuta nel cuayáu y endurecimientu del formigón. El cementu s'hidrata en contautu cola agua, empecipiándose diverses reaiciones químiques d'hidratación que la converten nuna pasta maleable con bones propiedaes adherentes, que nel intre d'unes hores, deriven nel cuayáu y endurecimientu progresivu del amiestu, llográndose un material de consistencia pedresa.

Una carauterística importante del formigón ye poder adoptar formes distintes, a voluntá del proyectista. Al asitiase n'obra ye una masa plástico que dexa rellenar un molde, primeramente construyíu con una forma establecida, que recibe'l nome d'encofráu.

Carauterístiques mecániques

La principal carauterística estructural del formigón ye aguantar perbién los esfuercios de compresión. Sicasí, tantu la so resistencia a traición como al esfuerciu cortante son relativamente baxes, polo cual débese utilizar en situaciones onde les solicitaciones por traición o cortante sían bien baxes. Pa determinar la resistencia prepárense ensayo mecánicos (ensayos de frayatu) sobre probetas de formigón.

Pa superar esti inconveniente, se "arma" el formigón introduciendo barres d'aceru, conocíu como formigón armao, o formigón reforzáu, dexando soportar los esfuercios cortantes y de traición coles barres d'aceru. Ye avezáu, amás, disponer barres d'aceru reforzando zones o elementos fundamentalmente estruyíos, como ye'l casu de los pilastraes. Los intentos de compensar los defectos del formigón a traición y cortante aniciaron el desenvolvimientu d'una nueva téunica constructiva a principios del sieglu XX, la del formigón armao. Asina, introduciendo antes del cuayáu alambres d'alta resistencia enterriaos nel formigón, esta queda estruyíu al cuayar, colo cual les traiciones que surdiríen p'aguantar les aiciones esternes, convertir en descompresiones de les partes primeramente estruyíes, resultando bien ventaxosu en munchos casos. Pal pretensado utilícense aceros de bien alto llende elástica, yá que el fenómenu denomináu fluyencia lenta anularía les ventayes del pretensado. Darréu investigóse la conveniencia d'introducir tensiones nel aceru de manera apostada y previa al cuayáu del formigón de la pieza estructural, desenvolviéndose les téuniques del formigón pretensado y el formigón postensado.

Los aditivo dexen llograr formigones d'alta resistencia; la inclusión de monómeros y amiestes pa formigón apurren múltiples meyores nes propiedaes del formigón.

Cuando se proyeuta un elementu de formigón armao establécense les dimensiones, el tipu de formigón, la cantidá, calidá, aditivos, amiestes y disposición del aceru qu'hai qu'apurrir en función los esfuercios que tendrá d'aguantar cada elementu. Un diseñu racional, la fayadiza dosificación, amiestu, allugamientu, afitamientu, acabáu y curáu, faen del formigón un material aparente pa ser utilizáu en construcción, por ser resistente, durable, incombustible, cuasi impermeable, y riquir escasu caltenimientu. Como pue ser moldeado fácilmente n'amplia variedá de formes y adquirir variaes testures y colores, utilizar n'ensame d'aplicaciones.

Carauterístiques físiques del formigón

Les principales carauterístiques físiques del formigón, en valores averaos, son:

• Densidá: en redol a 2350 kg/m³
• Resistencia a compresión: de 150 a 500 kg/cm² (15 a 50 MPa) pal formigón ordinariu. Esisten formigones especiales d'alta resistencia qu'algamen hasta 2000 kg/cm² (200 MPa).
• Resistencia a traición: proporcionalmente baxa, ye del orde d'un décimu de la resistencia a compresión y, xeneralmente, pocu significativa nel cálculu global.
• Tiempu de cuayáu: dos hores, aproximao, variando en función de la temperatura y el mugor del ambiente esterior.
• Tiempu d'endurecimientu: progresivu, dependiendo de la temperatura, mugor y otros parámetros.
  • De 24 a 48 hores, adquier la metá de la resistencia máxima; nuna selmana 3/4 partes, y en 4 selmanes práuticamente la resistencia total de cálculu.
• Puesto que el formigón dilátase y contrái en magnitúes asemeyaes al aceru, pos tienen asemeyáu coeficiente de dilatación térmicu, resulta bien útil el so usu simultáneu n'obres de construcción; amás, el formigón protexe al aceru de la oxidación al anubrilo.

Cuayáu y endurecimientu

Diagrama indicativu de la resistencia (en %) qu'adquier el formigón a los 14, 28, 42 y 56 díes.

La pasta del formigón fórmase entemeciendo cementu artificial y agua teniendo d'enfiñir totalmente a los grebos. La principal cualidá d'esta pasta ye que fragua y endurez progresivamente, tanto al aire como so l'agua.

El procesu de cuayáu y endurecimientu ye la resultancia de reaiciones químiques d'hidratación ente los componentes del cementu. La fase inicial d'hidratación llámase cuayáu y caracterízase pol pasu de la pasta del estáu fluyíu al estáu sólidu. Esto reparar de forma senciella por simple presión con un deu sobre la superficie del formigón. Darréu siguen les reaiciones d'hidratación algamando a tolos constituyentes del cementu que provoquen l'endurecimientu de la masa y que se caracteriza por un progresivu desenvolvimientu de resistencies mecániques.

El cuayáu y endurecimientu nun son más que dos estaos separaos convencionalmente; en realidá solo hai un únicu procesu d'hidratación continuu.

Nel cementu portland, el más frecuente emplegáu nos formigones, el primer componente en reaccionar ye'l aluminato tricálcico con una duración rápido y curtio (hasta 7-28 díes). Dempués el silicatu tricálcico, con una aportación inicial importante y continua mientres bastante tiempu. De siguío el silicatu bicálcico con una aportación inicial débil y bien importante a partir de los 28 díes.

El fenómenu físicu d'endurecimientu nun tien fases definíes. El cementu ta en polvu y les sos partícules o granos se hidratan progresivamente, primeramente por contautu de l'agua cola superficie de los granos, formándose dellos compuestos cristalinos y una gran parte de compuestos microcristalinos asimilables a coloides que formen una película na superficie del granu. A partir d'entós l'endurecimientu continua apoderáu por estes estructures coloidales qu'envolubren los granos del cementu y al traviés de les cualos progresa la hidratación hasta'l nucleu del granu.

El fechu de que pueda regulase la velocidá con que'l cementu amasáu pierde'l so fluidez y endurezse, facer un productu bien útil en construcción. Una reaición rápida d'hidratación y endurecimientu enzancaría'l so tresporte y una cómoda puesta n'obra rellenando tolos buecos nos encofraos. Una reaición lenta aplazaría de forma importante'l desenvolvimientu de resistencies mecániques. Nes fábriques de cementu consíguese controlando la cantidá de yelsu que s'añader al clinker de cementu. Na planta de formigón, onde s'entemez la pasta de cementu y agua colos grebos, tamién pueden añader productos que regulen el tiempu de cuayáu.

En condiciones normales un formigón portland normal empieza a cuayar ente 30 y 45 minutos dempués de que quedó en reposu nos moldes y termina el cuayáu trascurridas sobre 10 ó 12 hores. Dempués empieza l'endurecimientu que lleva un ritmu rápidu nos primeros díes hasta llegar al primer mes, pa dempués aumentar más amodo hasta llegar al añu onde práuticamente s'estabiliza. Nel cuadru siguiente reparar la evolución de la resistencia a compresión d'un formigón tomando como unidá la resistencia a 28 díes, siendo cifres emponedores:

Evolución de la Resistencia a compresión d'un Formigón Portland normal

Edá del formigón en díes	3	7	28	90	360
Resistencia a compresión	0,40	0,65	1,00	1,20	1,35

Resistencia

Pa comprobar que'l formigón asitiáu n'obra tien la resistencia riquida, rellénense col mesmu formigón unos moldes cilíndricos normalizaos y calcúlase la so resistencia nun llaboratoriu realizando ensayos de frayatu per compresión.

Nel proyeutu previu de los elementos, la resistencia carauterística (f_ck) del formigón ye aquella que s'adopta en tolos cálculos como resistencia a compresión del mesmu, y dando por fechu que'l formigón que va executase aguantará esi valor, se calculen les midíes de tolos elementos estructurales.

La resistencia carauterística de proyeutu (f_ck) establez poro la llende inferior, teniendo de cumplise que cada amasada de formigón asitiada tenga esa resistencia a lo menos. Na práutica, na obra realicen ensayos estadísticos de resistencies de los formigones que s'asitien y el 95 % de los mesmos tien de ser mayor que f_ck, considerándose que col nivel actual de la teunoloxía del formigón, una fraición defeutuosa del 5 % ye perfeutamente aceptable.

La resistencia del formigón a compresión llograse n'ensayos de frayatu per compresión de probetes cilíndriques normalizaes realizaos a los 28 díes d'edá y fabricaes coles mesmes amasaes puestes n'obra. La Instrucción española (EHE) encamenta utilizar la siguiente serie de resistencies carauterístiques a compresión a 28 díes (midíes en Newton/mm²): 20; 25; 30, 35; 40; 45 y 50. Por ello, les plantes de fabricación de formigón suministren davezu formigones que garanticen estes resistencies.

Ensayu de consistencia en formigón frescu por aciu del Conu de Abrams que mide l'asientu que se produz nuna forma troncocónica normalizada cuando se quita'l molde.

Consistencia del formigón frescu

La consistencia ye la mayor o menor facilidá que tien el formigón frescu pa deformase y consiguientemente pa ocupar tolos buecos del molde o encofráu. Influyen nella distintos factores, especialmente la cantidá d'agua d'amasáu, pero tamién el tamañu máximu del grebu, la forma de los grebos y la so granulometría.

La consistencia afítase antes de la puesta n'obra, analizando cuála ye la más afayadiza pal allugamientu según los medios que se dispón pa macexalu. Trátase d'un parámetru fundamental nel formigón frescu.

Ente los ensayos qu'esisten pa determinar la consistencia, el más emplegáu ye el conu d'Abrams. Consiste n'enllenar con formigón frescu un molde troncocónicu de 30 cm d'altor. La perda d'altor que se produz cuando se retira'l molde, ye la midida que define la consistencia.

Los formigones clasifíquense pola so consistencia en ensuchos, plásticos, blandios y nidios tal como s'indica na tabla siguiente:

Consistencia de los formigones frescos

Consistencia	Asientu en conu de Abrams (cm)	Macexamientu
Ensucha	0-2	Vibráu
Plástica	3-5	Vibráu
Blandia	6-9	Picáu con barra
Nidia	10-15	Picáu con barra
Líquida	16-20	Picáu con barra

Durabilidá

Les preses de formigón son una tipoloxía habitual na construcción de banzaos. Nes imáxenes la presa de Hoover construyida n'Estaos Xuníos en 1936 ta diseñada con forma parabólica pa optimizar la capacidá del formigón de soportar esfuercios a compresión.

La durabilidá del formigón definir na Instrucción española EHE como la capacidá pa portase satisfactoriamente frente a les aiciones físiques y químiques agresives a lo llargo de la vida útil de la estructura protexendo tamién les armadures y elementos metálicos enfiñíos nel so interior.

Prueba de compresión.

Por tanto non solo hai que considerar los efeutos provocaos poles cargues y solicitaciones, sinón tamién les condiciones físiques y químiques a les que s'espón. Por ello considérase'l tipu d'ambiente en que se va a atopar la estructura y que puede afectar al escomiu de les armadures, ambientes químicos agresivos, zones afeutaes por ciclos de xelu-destemple, etc.

Pa garantizar la durabilidá del formigón y la proteición de les armadures frente al escomiu ye importante realizar un formigón con una permeabilidá amenorgada, realizando un amiestu con una rellación agua/cementu baxa, una compactación aparente, un pesu en cementu fayadizu y la hidratación abonda d'ésti añadiendo agua de curáu pa completalo. D'esta forma consíguese qu'haya los menos poros posibles y una rede capilar interna pocu comunicada y asina s'amenorguen los ataques al formigón.

Nos casos d'esistencia de sulfatos nel terrén o d'agua de mar tienen d'emplegase cementos especiales. Pa prevenir l'escomiu d'armadures hai que curiar el recubrimientu mínimu de les mesmes.

Tipos de formigón

Na Instrucción española (EHE), publicada en 1998, los formigones tán tipificaos según el siguiente formatu siendo obligatoriu referise d'esta forma nos planos y otros documentos de proyeutu, según na fabricación y puesta n'obra:

Formigón T – R / C / TM / A

T: va denominase HM cuando seya formigón en masa, HA cuando seya formigón armao y HP cuando seya formigón pretensáu.
R: resistencia carauterística del formigón espresada en N/mm².
C: lletra inicial del tipu de consistencia: S Seca, P plástica, B Blandia, F Nidia y L Líquida.
TM: tamañu máximu del grebiu espresáu en milímetros.
A: designación del ambiente a que va tar espuestu'l formigón.

Tipos de Formigón

Formigón ordinariu	De vezu tamién se fala d'él denominándolu a cencielles formigón. Ye'l material llográu al entemecer cementu portland, agua y grebios de dellos tamaños, mayores y menores de 5 mm, esto ye, con grava y sable.
Formigón en masa	Ye'l formigón que nun contién na so interior armadures d'aceru. Esti formigón solo ye aptu p'aguantar esfuercios de compresión.
Formigón armao	Ye'l formigón que nel so interior tien armadures d'aceru, calculaes y asitiaes de mou afayadizu. Esti formigón ye aptu p'aguantar esfuercios de compresión y traición. Los esfuercios de traición aguántenlos les armadures d'aceru. Ye'l formigón más habitual.
Formigón preterriáu	Ye'l formigón que tien nel so interior una armadura d'aceru especial terriada por traición antes del arramáu del formigón.
Formigón posterriáu	Ye'l formigón que tien nel so interior una armadura d'aceru especial sometida a traición. L'enterriáu de l'armadura ye posterior al cuayáu y endurecíu del formigón, fondiando con posterioridá les armadures al formigón.
Formigón autocompactante	Ye'l formigón que de resultes d'una dosificación estudiada y del emplegu d'aditivos superplastificantes específicos, macexa pola aición del so propiu pesu, ensin necesidá d'enerxía de vibración nin de cualesquier otru métodu de macexamientu. Úsase'n formigones a la vista, n'elementos de xeometría complicada, cantos delgaos o con armaos mestos, qu'enzanquen el vibráu.
Morteru	Ye un amiestu de cementu, agua y arena (grebiu finu), esto ye, un formigón normal ensin grebiu gruesu.
Formigón ciclópeu	Ye'l formigón que tien añadíes nel so interior grandes piedres de dimensión non menor de 30 cm.
Formigón ensin finos	Ye aquel que solo tien grebiu gruesu, esto ye, nun tien arena (grebiu menor de 5 mm).
Formigón ventiláu o celular	Llógrase incorporando al amiestu aire o otros gases derivaos de reaiciones químiques, resultando un formigón baxa densidá.
Formigón d'alta densidá	Fabricaos con grebios de densidaes mayores que les habituales (de normal barita, magnetita, hematita…) El formigón pesáu utilízase pa blindar estructures y protexer frente a la radiación.

Carauterístiques de los componentes del formigón

Cementu

Los cementos son productos qu'amasaos con agua cuayen y endurecen formándose nuevos compuestos resultantes de reaiciones d'hidratación que son estables tanto al aire como somorguiaos n'agua.

Hai dellos tipos de cementos. Les propiedaes de cada unu d'ellos tán íntimamente acomuñaes a la composición química de los sos componentes iniciales, que s'espresa en forma de los sos óxidos, y que según cualos sían formaren compuestos resultantes distintos nes reaiciones d'hidratación.

Cada tipu de cementu ta indicáu pa unos usos determinaos; tamién les condiciones ambientales determinen el tipu y clase del cementu afectando a la durabilidá de los formigones. Los tipos y denominaciones de los cementos y los sos componentes tán normalizaos y suxetos a estrictes condiciones. La norma española establez los siguientes tipos: cementos comunes, los resistentes a los sulfatos, los resistentes a l'agua de mar, los de baxu calor d'hidratación, los cementos blancos, los d'usos especiales y los de aluminato de calciu. Los cementos comunes son el grupu más importante y dientro d'ellos el portland ye l'habitual. N'España solo pueden utilizase los cementos llegalmente comercializaos na Unión Europea y tán suxetos a lo previsto en lleis específiques.

Amás del tipu de cementu, el segundu factor que determina la calidá del cementu, ye la so clase o resistencia a compresión a 28 díes. Esta determinar nun morteru normalizáu y espresa la resistencia mínima, que tien de ser siempres superada na fabricación del cementu. Nun ye lo mesmo, nin tien de confundise la resistencia del cementu cola del formigón, pos la del cementu correspuende a componentes normalizaos y la del formigón va depender de toos y cada unu de los sos componentes. Pero si'l formigón ta bien dosificado a mayor resistencia del cementu correspuende mayor resistencia del formigón. La norma española establez les siguientes clases de resistencies:

Especificaciones de les diverses clases de cementos

Clase de resistencia	Resistencia (N/mm²)			Cuayáu		Espansión (mm)
	a 2 díes	a 7 díes	a 28 díes	Entamu (minutos)	Final (hores)
32,5N		>16,0	32,5—52,5	>75,0	<12,0	<10,0
32,5R	>10,0		32,5—52,5	>75,0	<12,0	<10,0
42,5N	>10,0		42,5—62,5	>60,0	<12,0	<10,0
42,5R	>20,0		42,5—62,5	>60,0	<12,0	<10,0
52,5N	>20,0		>52,5	>45,0	<12,0	<10,0
52,5R	>30,0		>52,5	>45,0	<12,0	<10,0

N = Resistencia inicial normal. R = Alta resistencia inicial.
Esti cuadru ye aplicable a los cementos comunes, esto ye, al portland,
a los portland con amiestes, a los siderúrxicos, a los puzolánicos y a los compuestos.

El cementu alcuéntrase'n polvu y la finura del so molíu ye determinante nes sos propiedaes conglomerantes, influyendo decisivamente na velocidá de les reaiciones químiques del so cuayáu y primer endurecimientu. Al entemecese cola agua los granos de cementu se hidratan solo nuna fondura de 0,01 mm, polo que si los granos fueren bien gruesos el rindimientu de la hidratación sería pequeñu al quedar nel interior un nucleu inerte. Sicasí una finura escesiva provoca una retraición y calor d'hidratación elevaos. Amás yá que les resistencies aumenten cola finura hai que llegar a una solución de compromisu, el cementu tien de tar finamente molíu pero non por demás.

L'almacenamientu de los cementos a granel realízase en silos estancos que torguen la contaminación del cementu y tienen de tar protexíos del mugor. Nos cementos suministraos en sacos, l'almacenamientu tien de realizase en locales cubiertos, ventilaos, protexíos de l'agua y del sol. Un almacenamientu enllargáu puede provocar la hidratación de les partícules más fines por meteorización perdiendo'l so valor hidráulicu y que supón un retrasu del cuayáu y amenorgamientu de resistencies.

Cementu Portland

El cementu Portland llógrase al xamuscar a unos 1500 °C amiestos preparaos artificialmente de caliares y magres. El productu resultante, llamáu clinker, muelse añadiendo una cantidá afayadiza de regulador de cuayáu, que suel ser piedra de yelsu natural.

Esquema d'un fornu xiratoriu onde s'entemez y xamusca la caliar y el magre pa formar el clinker de cementu.

Clinker de cementu antes de la molienda.

La composición química media d'un portland, según Calleja, ta formada por un 62,5 % de CaO (cal combinao), un 21 % de SiO₂ (xil), un 6,5 % d'Al₂O₃ (alúmina), un 2,5 % de Fe₂O₃ (fierro) y otros minoritarios. Estos cuatro componentes son los principales del cementu, de calter básicu'l cal y de calter acedu los otros trés. Estos componentes nun s'atopen llibres nel cementu, sinón combinaos formando silicatos, aluminatos y ferritos cálcicos, que son los componentes hidráulicos del mesmu o componentes potenciales. Un clinker de cementu portland de tipu mediu contién:

• Silicatu tricálcicu (3CaO·SiO₂).................................. 40 % a 50 %
• Silicatu bicálcicu (2CaO·SiO₂).................................. 20 % a 30 %
• Aluminatu tricálcicu (3CaO·A el₂O₃)............................ 10 % a 15 %
• Aluminatoferritu tetracálcicu (4CaO·A el₂O₃·Fe₂O₃)....... 5 % a 10 %

Los dos principales reaiciones d'hidratación, qu'anicien el procesu de cuayáu y endurecimientu son:

2(3CaO·SiO₂) + (x+3)H₂O → 3CaO·2SiO₂ x H₂O + 3Ca(OH)₂

2(2CaO·SiO₂) + (x+1)H₂O → 3CaO·2SiO₂ x H₂O + Ca(OH)₂

El silicatu tricálcicu ye'l compuestu activu por escelencia del cementu pos desenvuelve una resistencia inicial elevada y un calor d'hidratación tamién eleváu. Fragua amodo y tien un endurecimientu bastante rápidu. Nos cementu d'endurecimientu rápidu y nos d'alta resistencia apaez nuna proporción mayor que l'habitual.

El silicatu bicálcicu ye'l que desenvuelve nel cementu la resistencia al llargu plazu, ye lentu nel so cuayáu y nel so endurecimientu. La so estabilidá química ye mayor que la del silicatu tricálcico, por ello los cementos resistentes a los sulfatos lleven un altu conteníu de silicatu bicálcicu.

L'aluminatu tricálcicu ye'l compuestu que gobierna'l cuayáu y les resistencies a curtiu. La so estabilidá química ye bona frente a l'agua de mar pero bien débil a los sulfatos. En visu a frenar la rápida reaición del aluminatu tricálcicu cola agua y regular el tiempu de cuayáu del cementu añádese al clinker piedra de yelsu.

L'aluminatoferritu tetracálcicu nun participa nes resistencia mecániques, la so presencia ye precisa por apurrir fundentes de fierro na fabricación del clinker.

Otros cementos

N'España esisten los llamaos «cementos portland con amiestes actives» qu'amás de los componente principales de clinker y piedra de yelsu, contienen unu d'estos componentes adicionales hasta un 35 % del pesu del cementu: escoria siderúrxica, fumu de xil, puzolana natural, puzolana natural xamuscada, ceniza volante xiliza, ceniza volante caliar, esquistos xamuscaos o caliar.

Los cementos d'alta resistencia inicial, los resistentes a los sulfatos, los de baxu calor d'hidratación o los blancos suelen ser portland especiales y pallos y llinden o potencien dalgunu de los cuatro componentes básicos del clinker.

El cementu siderúrxicu llógrase por molturación conxunta de clinker de portland y regulador de cuayáu en proporción de 5-64 % con escoria siderúrxica en proporción de 36-95 %. Constitúi la familia de los cementos fríos. La escoria llógrase esfreciendo sópito n'agua la ganga fundida procedente de procesos siderúrxicos; nesti enfriamientu la escoria se vitrifica y vuélvese activa hidraúlicamente pol so conteníu en cal combinao. La escoria por sigo sola fragua y endurez amodo, polo que p'aceleralo añádese'l clinker de portland.

El cementu puzolánicu ye un amiestu de clinker de portland y regulador de cuayáu en proporción de 45-89 % con puzolana en proporción del 11-55 %. La puzolana natural tien orixe volcánicu y anque nun tener propiedaes conglomerantes contién xil y alúmina capaz d'afitar el cal en presencia d'agua formando compuestos con propiedaes hidráuliques. La puzolana artificial tien propiedaes análogues y atópense nes cenices volantes, la tierra de diatomees o los magres activos.

El cementu aluminosu llógrase por fusión de caliar y bauxita. El constituyente principal d'esti cementu ye'l aluminatu monocálcicu.

Grebios

Ver tamién: Grava y Sable (formigón)

Atroxu de grebos de tamañu
6-10 mm pa la fabricación de formigón.

Los grebos tienen de tener a lo menos la mesma resistencia y durabilidá que s'esixa al formigón. Nun se deben emplegar caliares blandies, feldespatos, yelsos, piritas o roques friables o poroses. Pa la durabilidá en medios agresivos van ser meyores los grebos xilizos, los procedentes de la trituración de roques volcániques o los de caliares sanes y trupes.

El grebu que tien mayor responsabilidá nel conxuntu ye'l sable. Según Jiménez Montoya nun ye posible faer un bon formigón ensin un bonu sable. Les meyores arenes son les de ríu, que de normal son cuarzu puru, polo qu'aseguren la so resistencia y durabilidá.

Con grebos naturales rodaos, los formigones son más trabajables y riquen menos agua d'amasáu que los grebos de machaqueo, teniéndose amás la garantía de que son piedres dures y llimpies. Los grebos machucaos procedentes de trituración, al tener más cares de quebra cuesta más ponelos n'obra, pero trábense meyor y refléxase nuna mayor resistencia.

Si los grebos rodaos tán contaminaos o entemecíos con magre, ye imprescindible llavalos pa esaniciar la camisa qu'envolubra los granos y que menguaría la so adherencia a la pasta de formigón. D'igual manera los grebos de machaqueo suelen tar arrodiaos de polvu de machaqueo que supón una medría de finos al formigón, precisa más agua d'amasáu y van dar menores resistencies polo que suelen llavase.

Los grebos que s'empleguen en formigones llógrense entemeciendo trés o cuatro grupos de distintos tamaños p'algamar una granulometría óptima. Tres factores intervienen nuna granulometría fayadiza: el tamañu máximu del grebu, la compacidad y el conteníu de granos finos. Cuando mayor sía'l tamañu máximu del grebu, menores van ser les necesidaes de cementu y d'agua, pero'l tamañu máximu vien llindáu poles dimensiones mínimes del elementu a construyir o pola separación ente armadures, una y bones esos buecos tienen de quedar rellenos pol formigón y, por tanto, polos grebos de mayor tamañu. Nun amiestu de grebos una compacidad elevada ye aquella que dexa pocos buecos; consiguir con amiestos probes en sables y gran proporción de grebos gruesos, precisando poca agua d'amasáu; la so gran dificultá ye consiguir amacerar el formigón, pero si disponer de medios abondos pa ello la resultancia son formigones bien resistentes. En cuanto al conteníu de granos finos, estos faen l'amiestu más trabajable pero precisen más agua d'amasáu y de cementu. En cada casu hai qu'atopar una fórmula de compromisu teniendo en cuenta los distintos factores. Les paráboles de Fuller y de Bolomey dan dos families de curves granulométricas bien utilizaes pa llograr fayadices dosificaciones de grebos.

Agua

Artículu principal: Agua (formigón)

L'agua d'amasáu intervién nes reaiciones d'hidratación del cementu. La cantidá de la mesma ten de ser la estricta necesaria, pos la sobrante que nun intervién na hidratación del cementu se evaporará y va crear buecos nel formigón menguando la resistencia del mesmu. Puede envalorase que cada llitru d'agua d'amasáu d'escesu supón anular dos quilos de cementu nel amiestu. Sicasí un amenorgamientu escesivu d'agua aniciaría un amiestu seco, pocu afechiscu y bien malo d'asitiar n'obra. Por ello ye un datu bien importante afitar afechiscamente la cantidá d'agua.

Les carauterístiques de l'agua pal formigón tienen de ser evaluaes por que nun produza reaiciones adversar nel amiestu, ye por ello que se debe realizar analís físicu-químicos pa garantizar la so calidá. Na práutica un indicador simple ye la potabilidad de l'agua, con ello podemos determinar si l'agua ye afecha pal so usu nel amiestu o non.

Mientres el cuayáu y primer endurecimientu del formigón añade l'agua de curáu pa evitar la desecación y ameyorar la hidratación del cementu.

Dambes, l'agua destinada al amasáu, como la destinada al curáu tienen de ser aptes pa cumplir la so función. L'agua de curáu ye bien importante que seya apta pos puede afectar más negativamente a les reaiciones químiques cuando se ta endureciendo'l formigón. De normal l'agua apto suel coincidir cola potable y tán normalizaos una serie de parámetros que tien de cumplir. Asina na normativa ta llindáu'l pH, el conteníu en sulfatos, en ion cloru y los hidratos de carbonu.

Cuando una masa ye descomanadamente fluyida o bien seca hai peligru de que se produza'l fenómenu de la segregación (separación del formigón nos sos componentes: grebos, cementu y agua). Suel presentase cuando se hormigona con cayíes de material cimeru a los 2 metros.

Otros componentes minoritarios

Artículos principales: amiestes pa formigón y aditivos pa formigón

Los componentes básicos del formigón son cementu, agua y grebos; otros componentes minoritarios que pueden incorporase son: amiestes, aditivos, fibres, cargues y pigmentos.

Pueden utilizase como componentes del formigón los aditivos y amiestes, siempres que por aciu los oportunos ensayos, xustifíquese que la sustancia amestada nes proporciones y condiciones previstes produz l'efeutu deseyáu ensin alteriar descomanadamente les restantes carauterístiques del formigón nin representar peligru pa la durabilidá del formigón nin pal escomiu de les armadures.

Les amiestes son materiales inorgánicos, puzolánicos o con hidraulicidad latente que, finamente molíos, pueden ser añadíos al formigón nel momentu de la so fabricación, col fin d'ameyorar dalguna de les sos propiedaes o conferi-y propiedaes especiales. La EHE recueye namái l'usu de les cenices volantes y el fumu de xil, determinando les sos llimitaciones. ta compuestu de piedra caliar esmagayada en cachos bien pequeños como'l polvu, y d'otros materiales como químicos HQR (herqiros) ente otros

Los aditivo son sustancies o productos que s'incorporen al formigón, antes o mientres l'amasáu, produciendo'l cambéu de dalguna de les sos carauterístiques, de les sos propiedaes habituales o del so comportamientu. La EHE establez una proporción non cimera al 5 % del pesu del cementu y otros condicionantes.

Diseñu, fabricación y puesta n'obra

Normativa

Introducción

Nel sieglu XVIII, la resistencia de los elementos estructurales de formigón armao yera calculada esperimentalmente. Navier, a principios del sieglu XIX, plantegó la necesidá de conocer y establecer les llendes hasta onde les estructures portábense elásticamente, ensin deformaciones permanentes, pa poder llograr modelos físicu-matemáticos fiables y fórmules coherentes. Darréu, dada la complexidá del comportamientu del formigón, riquióse utilizar métodos basaos nel cálculu de probabilidaes pa llograr resultaos más realistes. Na primer metá del sieglu XX, calculábense los elementos estructurales pol métodu de les tensiones almitibles.

Seguridá estructural

Les estructures de los edificios, que la so función ye aguantar les aiciones a que tán sometíos, suelen ser de formigón armao.

Nos años 1960, empecipióse'l desendolcu de la teoría de la seguridá estructural respeutu de los Estaos llendes, estableciéndose valores máximos nes fleches y na fisuración de los elementos estructurales, acutando los riesgos.

Estaos llendes

El conceutu de Estáu llende tuvo la so puxanza nos años 1970, como conxuntu de requerimientos que tenía de satisfaer un elementu estructural pa ser consideráu aptu. Los reglamentos centrar en dos tipos: los Estaos llendes de serviciu y los Estaos llendes de solicitación.

Coeficientes de seguridá

Los reglamentos de los años 1970, pa poder simplificar los complexos cálculos de probabilidaes, establecieron los Coeficientes de seguridá, en función de la calidá de los materiales, el control de la execución de la obra y la dificultá del proyeutu. Introduciéronse los Coeficientes de mayoración de cargues o aiciones, y los Coeficientes de minoración de resistencia de los componentes materiales.

Reglamentos

A mediaos del sieglu XX los reglamentos teníen decenes de páxines, nel sieglu XXI tienen cientos. La introducción de programes informáticos fai posible cálculos bien complexos, rabiones y soluciones más precises. Los reglamentos faen especial fincapié en estaos últimos de serviciu (fisuración, deformaciones) comportamientu (detalles constructivos) y durabilidá (recubrimientos, calidaes), llindando la resolución esperimental con múltiples condicionantes. Asina, el Eurocódigo 1 establez situaciones avezaes y accidentales (como seísmos), qu'impliquen Coeficientes de seguridá parciales pa les más variaes solicitaciones y resistencies. Delles normatives específiques por ámbitos xeográficos son EHE (España), Eurocódigo 2 (Europa), ASCE/SEI (Estaos Xuníos).

Cálculu y proyeutu

La construcción de pontes realízase mayoritariamente en formigón. Nes imáxenes, el Salginatobel construyíu en Suiza en 1930, el Esplanade en Singapur de 1997 y el terceru ye una ponte ferroviaria de 1947 nel Ríu Paraguay que xune Brasil y Bolivia.

Antes de construyir cualquier elementu de formigón tienen de calculase les cargues a que va tar sometíu y, en función de les mesmes, van determinase les dimensiones de los elementos y calidá de formigón, la disposición y cantidá de les armadures nos mesmos.

El cálculu d'una estructura de formigón consta de delles etapes. Primero realícense una serie de simplificaciones na estructura real tresformándola nuna estructura ideal de cálculu. Dempués determínense les cargues que va soportar la estructura, considerando en cada puntu la combinación de cargues que produza l'efeutu más desfavoratible. D'últimes se dimensiona caúna de les seiciones por que pueda soportar les solicitaciones más desfavoratibles.

En calculando la estructura redáctase'l proyeutu, que ye'l conxuntu de documentos que sirve pa la realización de la obra y que detalla los elementos a construyir. Nel proyeutu tán incluyíos los cálculos realizaos. Tamién incluye los planos onde figuren les dimensiones de los elementos a executar, la tipificación de los formigones previstos y les carauterístiques resistentes de los aceros a emplegar.

Fabricación

Ye bien importante consiguir l'amiestu óptimu nes proporciones precises de grebios de distintos tamaños, cementu y agua. Nun hai un amiestu óptimu que sirva pa tolos casos. Pa establecer la dosificación afayadiza en cada casu tien de tenese en cuenta la resistencia mecánica, factores acomuñaos a la fabricación y puesta n'obra, según el tipu d'ambiente a que va tar sometíu.

Hai munchos métodos pa dosificar primeramente'l formigón, pero son solu emponedores. Les proporciones definitives de caún de los componentes suelen establecese por aciu d'ensayos de llaboratoriu, realizando correiciones a lo llograo nos métodos teóricos.

Señálense de volao los aspeutos básicos qu'hai que determinar:

• La resistencia carauterística (f_ck) afítase nel proyeutu.
• La seleición del tipu de cementu establezse'n función de les aplicaciones del formigón (en masa, armáu, preterriáu, prefabricáu, d'alta resistencia, desencofráu rápidu, formigonaos en tiempu fríu o calorosu, etc.) y del tipu d'ambiente a que va tar espuestu.
• El tamañu máximu del grebiu interesa que sía'l mayor posible, pos a mayor tamañu menos agua va precisar yá que la superficie total de los granos de grebios a arrodiar va ser más pequeña. Pero'l tamañu máximu va tar llindáu pelos espacios que tien qu'ocupar el formigón frescu ente dos armadures cercanes o ente una armadura y l'encofráu.
• La consistencia del formigón establecer en función del tamañu de los buecos qu'hai que rellenar nel encofráu y de los medios de macexamientu previstos.
• La cantidá d'agua per metru cúbicu de formigón. Conocida la consistencia, el tamañu máximu del grebiu y si la piedra ye regodón o de machuque ye inmediato establecer la cantidá d'agua que se precisa.
• La rellación agua/cementu depende fundamentalmente de la resistencia del formigón, influyendo tamién el tipu de cementu y los grebios emplegaos.
• Conocida la cantidá d'agua y la rellación agua /cementu, determinamos la cantidá de cementu.
• Conocida la cantidá d'agua y de cementu, el restu van ser grebios.
• Determinar la composición granulométrica del grebiu, que consiste en determinar los porcentaxes óptimos de los distintos tamaños de grebios disponibles. Hai dellos métodos, unos son de granulometría continua, lo que significa qu'intervién tolos tamaños de grebios, otros son de granulometría discontinua onde falta dalgún tamañu entemediu de grebu.

Determinada la dosificación más fayadiza, na planta de formigón hai que midir los componentes, l'agua en volume, ente que'l cementu y grebios mídense'n pesu.

Los materiales amásense na formigonera o amasadora pa consiguir un amiestu homoxeneu de tolos componentes. El grebiu tien de quedar bien envueltu pola pasta de cementu. Pa consiguir esta homoxeneidá, primero arrámase la metá d'agua, dempués el cementu y el sable al empar, depués el grebiu gruesu y d'últimes el restu d'agua.

Pal tresporte al llugar d'emplegu tienen d'emplegase procedimientos que nun varien la calidá del material, de normal camiones formigonera. El tiempu trescurríu nun tien de ser más d'hora y media dende'l so amasáu. Si al llegar onde se debe asitiar el formigón, este empezó a cuayar tien de refugase.

Puesta n'obra

Nel formigón armao emplégase davezu aceru d'alta resistencia d'adherencia ameyorada o barres corrugadas. El corrugado ta normalizáu pola forma del resalto nel perímetru de la barra, el so altor, anchor y separación.

Allugamientu d'armadures

Les armadures tienen de tar llimpies y suxetar al encofráu y ente sigo de forma que caltengan la posición prevista ensin movese nel arramáu y compactación del formigón. Pa ello asítiense calzos o distanciadores en númberu abondu que dexen caltener la rixidez del conxuntu.

Les distancies ente les diverses barres d'armadures tienen de caltener una separación mínima que ta normalizada pa dexar un correutu allugamientu del formigón ente les barres de forma que nun queden buecos o coqueras mientres la compactación del formigón.

D'igual manera l'espaciu llibre ente les barres d'aceru y l'encofráu, llamáu recubrimientu, tien de caltener una separación mínima, tamién normalizada, que dexe'l rellenu d'esti espaciu pol formigón. Esti espaciu controlar por mediu de separadores que s'asitien ente l'armadura y l'encofráu.

Encofráu

L'encofráu tien de contener y soportar el formigón frescu mientres el so endurecimientu calteniendo la forma deseyada ensin que se deforme. Suelen ser de madera o metálicos y esíxese que sían ríxidos, resistentes, estancos y llimpios. Nel so montaxe tienen de quedar bien suxetos de forma que mientres l'afitamientu posterior del formigón nun se produzan movimientos.

Antes de reutilizar un encofráu tien de llimpiase bien con cepiyos d'alambre esaniciando los restos de morteru que se pudieren xuntar a la superficie. Pa facilitar el desencofrado suélense aplicar al encofráu productos desencofrantes; estos tienen de tar exentos de sustancies perxudiciales pal formigón.

Allugamientu y compactación

L'arramáu del formigón frescu nel interior del encofráu tien d'efeutuase evitando que se produza la segregación del amiestu. Pa ello debe evitar vertilo dende gran altor, hasta un máximu de dos metros de cayida llibre y nun se debe mover horizontalmente la masa.

Asitiar por capes o tongadas horizontales d'espesura amenorgada pa dexar una bona compactación (hasta 40 cm en formigón en masa y 60 cm en formigón armao). Les distintes capes o tongadas consolídense socesivamente, trabando cada capa cola anterior col mediu de compactación que s'emplegue y ensin qu'empezara a cuayar la capa anterior.

Pa consiguir un formigón compactu, esaniciando los sos buecos y por que se llogre un completu zarráu de la masa, hai dellos sistemes d'afitamientu. El picáu con barra, que se realiza introduciéndola socesivamente, precisa formigones de consistencies blandes y fluyíes y realízase n'obres de poca importancia resistente. La compactación por cuto repitíu d'un pisón emplegar en capes de 15 o 20 cm d'espesura y muncha superficie horizontal. La compactación por cimbláu ye l'habitual en formigones resistentes y ye apoderada en consistencies seques.

El vibrador más utilizáu ye'l de aguyeretia, un cilindru metálicu de 35 a 125 mm de diámetru que la so frecuencia varia ente 3.000 y 12.000 ciclos per minutu. L'aguya dispónse verticalmente na masa de formigón frescu, introduciéndose en cada tongada hasta que la punta enfuse na capa anterior y curiando de nun tocar les armadures pos la vibración podría dixebrar la masa de formigón de l'armadura. Por aciu el cimbláu amenórgase l'aire conteníu nel formigón ensin amacerar que s'envalora del orde del 15 al 20 % hasta un 2-3 % dempués del cimbláu.

Curáu

El curáu ye una de les operaciones más importantes nel procesu de puesta n'obra pola influencia decisiva que tien na resistencia del elementu final. Mientres el cuayáu y primer endurecimientu prodúcense perdes d'agua por evaporación, formándose buecos capilares nel formigón que mengüen la so resistencia. En particular el calor, el secañu y el vientu provoquen una evaporación rápida de l'agua inclusive una vegada amaceráu. Ye precisu compensar estes perdes curando'l formigón añadiendo abondosa agua que dexe que se desenvuelvan nuevos procesos d'hidratación con aumentu de la resistencia.

Hai dellos procedimientos habituales pa curar el formigón. Dende los que protexen del sol y del vientu por aciu tejadillos móviles, plásticos; por aciu riegos d'agua na superficie; la inmersión n'agua emplegada en prefabricación; los productos de curáu aplicaos por pulverización; los pulverizaos a base de resines formen una película que torga la evaporación de l'agua, tratar d'unu de los sistemes más eficaces y más costosos.

Desencofráu y acabaos

La retirada de los encofraos realízase cuando'l formigón algamó l'abondu endurecimientu. Nos portland normales suel ser un periodu que bazcuya ente 3 y 7 díes.

Una vegada desencofrado hai que reparar los pequeños defectos superficiales de normal buecos o coqueras superficiales. Si estos defectos son de grandes dimensiones o tán en zones crítiques resistentes puede resultar necesariu la baltadera parcial o total del elementu construyíu.

Ye bien difícil que queden bien executaes les arestes vives de formigón, por ello ye habitual biselarlas antes de la so execución. Esto fai incorporando nes esquines de los encofraos unos biseles de madera llamaos berenjenos.

Téuniques constructives del formigón

Na actualidá les avanzaes téuniques d'execución de formigón dexen plantegase retos de valumbu como travesar grandes mases d'agua, llevantar espodaes piles o construyir tableros en curva a gran altor.

Producción mundial de formigón

La producción mundial del cementu foi de más de 2.500 millones de tonelaes en 2007. Envalorando una dosificación de cementu ente 250 y 300 kg de cementu per metru cúbicu de formigón, significa que podríen producise de 8.000 a 10.000 millones de metros cúbicos, qu'equivalen a 1,5 metros cúbicos de formigón per persona. Nengún material de construcción foi usáu en tales cantidaes y nun futuru nun paez esistir otru material de construcción que pueda competir col formigón en magnitú de volume.

Producción mundial de formigón

     Producción mundial de formigón.      Producción n'Estaos Xuníos Datos en millones de metros cúbicos.

Producción mundial de formigón (miles de tonelaes)

País	2005	2006	2007	2008
China	1.040.000	1.200.000	1.300.000	1.388.400
India	145.000	155.000	160.000	177.000
Estaos Xuníos	101.000	99.700	96.400	87.600
Xapón	69.600	69.900	70.000	62.800
Rusia	48.700	54.700	59.000	53.600
Rep. Corea	51.400	55.000	55.000	53.900
España	50.300	54.000	50.000	80.100
Italia	46.400	43.200	44.000	43.000
Méxicu	36.000	40.600	41.000	47.600
Brasil	36.700	39.500	40.000	51.900
TOTAL MUNDIAL	2.310.000	2.550.000	2.600.000	2.840.000

• Los datos de 2007 son envaloraos.

Ver tamién

• Formigón armao
• Formigón impresu
• Formigón presforzado
• Formigón pretensado
• Formigón postensado
• Terminoloxía utilizada en formigones

Componentes

• Cementu
• Agua (formigón)
• Arena (formigón)
• Grava
• Amiestes pa formigón
• Aditivos pa formigón

Normativa

• Eurocódigo 2
• EHE

Ensayos

• Ensayu de compresión
• Ensayu de traición

Dellos

• Proyeutu d'obra
• Aluminosis

Referencies

Bibliografía

• Heyman, Jacques (2001). La ciencia de les estructures. Institutu Juan de Herrera (Madrid). ISBN 84-95365-98-7.
• Choisy, Auguste, y col. (1999). L'arte de construyir en Roma. Ed. Reverté. ISBN 84-89977-67-4.
• James Strike, Salvador; Pérez Arroyo, María Jesús (2004). De la construcción a los proyeutos. Ed. Reverté. ISBN 84-291-2101-3.
• Solá-Morales Rubió, Ignasi de, y col. (2001). Introducción a l'arquiteutura. Conceutos fundamentales. Edicions UPC. ISBN 84-8301-533-1.
• Arredondo, F. (1972). Estudio de materiales: V.-Hormigón. Madrid:Conseyu Cimeru d'Investigaciones Científiques. Instituto Eduardo Torroja de la Construcción y del Cementu.

• Soria, F. (1972). Estudio de materiales: IV.-Conglomerantes Hidráulicos. Madrid:Conseyu Cimeru d'Investigaciones Científiques. Instituto Eduardo Torroja de la Construcción y del Cementu.

• Jiménez Montoya P., García Meseguer A., Morán Cabré F. (1987). Formigón Armao Tomu I. Barcelona: Editorial Gustavo Gili S.A.. ISBN 84-252-0758-4.
• España. Lleis y decretos. Normes Téuniques (1999). Instrucción de Formigón Estructural. EHE. Centru de publicaciones del Ministeriu de Fomentu. ISBN 84-498-0396-9.
• Tejero Xuez, Enrique (1987). Formigón Armao. Colexu Oficial d'Arquiteutos d'Aragón. ISBN 84-600-6347-4.
• Jürgen MattheiB. (1980). FORMIGÓN armao armáu allixeráu pretensado. Ed. Reverté S.A.. ISBN 84-291-2057-2.

Referencies dixitales

• Historia del formigón. Federación Iberoamericana del Formigón Premezclado (FIHP)
• Producción mundial de cementu 2005
• Producción mundial de cementu 2006
• Producción mundial de cementu 2007

Enllaces esternos

• Wikimedia Commons tien conteníu multimedia tocante a Formigón.

• Wikcionariu tien definiciones y otra información tocante a formigón.
• Instrucción Española pa la Receición de Cementos RC-03. Archiváu 2016-03-05 en Wayback Machine

• Datos: Q22657
• Multimedia: Concrete