Viaducto de Alcantara construido con hormigon de alta resistencia

Hormigones Especiales (III): Hormigón de Alta Resistencia

Aquí os traigo la tercera parte de la serie «Hormigones Especiales». Hoy le toca el turno a los hormigones de alta resistencia. Se tratna de hormigones con una capacidad resistente muy superior a los hormigones habituales y que permiten llevar a cabo muchas de las grandes infraestructuras que se realizan hoy en día. ¿Empezamos? 🙂

Este artículo forma parte de una serie de seis artículos sobre distintos tipos de hormigones especiales:

Hormigón de Alta Resistencia

En muchas ocasiones la resistencia de los hormigones habituales no es suficiente para soportar las cargas a las que estará sometida una estructura, entre ellas su propio peso. Ante estas carencias, el hormigón de alta resistencia aparece como solución. Pero ¿cuál es la diferencia entre un hormigón tradicional y uno de alta resistencia?

Se denomina hormigón de alta resistencia cuando supera los 50N/mm2 a los 28 días y medida en probeta cilíndrica de 15×30 cm, considerándose hormigones de muy alta resistencia aquellos que superan los 90N/mm2 y superhormigones los que superan los 125 N/mm2.

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Construcción del puente de Alcántara

Los HAR poseen unas resistencias muy superiores a las de los hormigones tradicionales, que suelen estar en torna a 25-35 N/mm2. Además, el comportamiento de éstos hormigones, especialmente cuando las resistencias son muy elevadas, es también diferente.

Composición de los hormigones de Alta Resistencia

Como te puedes imaginar, para conseguir unas características resistentes tan excepcionales a estos hormigones se les añaden diferentes materiales y aditivos que les permite alcanzar esas resistencias tan elevadas.

1- Cemento y áridos

Tanto el cemento como los áridos deben ser de gran resistencia. Se suelen emplear cementos CEM I 42,5N y CEM I 52,5N, y ocasionalmente los CEM I 42,5 R y CEM I 52,2 R, con una dosificación de entre 400 y 500 kg/m3 (a partir de 500kg/m3 se produce una reducción de la resistencia).

En lo referente a los áridos, deben proceder de machaqueo de rocas de elevada resistencia (similar a la que tendrá el hormigón), deben estar limpios de impurezas y finos así como no poseer un exceso de finos, debido a la gran aportación de cemento y de humo de sílice como veremos posteriormente.

2- Aditivos

Para conseguir esas resistencias, los aditivos superplastificantes son obligatorios en estos hormigones, pero no debe superar el 1,5% con respecto al peso del cemento. El principal objetivo de estos aditivos es obtener una adecuada trabajabilidad del hormigón cuando se emplean relaciones agua/cemento tan bajas, a veces inferiores a 0,3.

superplastificante sika

Por otra parte, los superplastificantes aumentan las resistencias iniciales debido a la dispersión que producen de las partículas del cemento. Las resistencias a compresión se incrementan hasta en un 19%, al igual que lo hace la resistencia a tracción, aumentando un 10%. La retracción es también menor en estos hormigones.

3- Adiciones

Las adiciones pueden ser principalmente de dos tipos:

1) Humo de Sílice

Se trata de un subproducto de la fabricación del silicio. Posee una densidad real de 2,2 kg/dm3, una finura que oscila entre 0,01 y algunas micras de diámetro y una superficie especifica de aproximadamente 250.000 cm2/g.

humo de silice o microsilice

La cantidad de humos de sílice empleada ronda el 5% pero su gran finura demanda una gran cantidad de agua de amasado. Esta es la razón por la cual es preciso emplear superplastificantes para poder trabajar con relaciones agua/cemento reducidas. Este aditivo reduce mucho la exudación y segregación de los hormigones y les da una buena impermeabilidad.

2) Cenizas Volantes

Las cenizas volantes proceden de la combustión del carbón pulverizado en centrales. Su forma es esférica y el diámetro de sus partículas oscila entre 1 y 150 micras, con una superficie especifica de unos 500 cm2/g. A diferencia del humo de sílice, las cenizas volantes nos oscurecen el hormigón, por lo que son empleadas en hormigones blancos de alta resistencia.

cenizas volantes

Propiedades de los hormigones de Alta Resistencia

En estos hormigones, la evolución de la resistencia a compresión es muy rápida al principio como consecuencia de la mayor exotermicidad de estos hormigones, la cual acelera las reacciones de hidratación del cemento, y al fuerte carácter puzolánico del humo de sílice.

La menor microfisuracion que presentan los HAR afecta de manera positiva a su retracción y fluencia, menores que en los hormigones tradicionales siempre que se realice un buen curado.

Durabilidad

Los hormigones de alta resistencia presentan también una gran durabilidad. Son adecuados cuando existen agentes agresivos, tanto de tipo físico como químico y presentan una buena protección contra la corrosión de armaduras, el ataque por sulfatos y la reacción árido-álcali.

Esta protección contra la corrosión es consecuencia de la gran cantidad de cemento y baja relación agua/cemento lo que provoca que la porosidad sea reducida. A su vez las reacciones del humo de sílice producen productos derivados que cierran los poros.

Aplicaciones de los Hormigones de Alta Resistencia

Los HAR se aplican en campos muy concretos:

  1. Edificación: las aplicaciones en edificios están justificadas por la propia alta resistencia del hormigón, que permite reducir las dimisiones de pilares y columnas a parte de un ahorro de acero.
  2. Puentes como el de Alcántara, en los que se requieren características resistentes excepcionales
  3. Condiciones desfavorables de exposición de la estructura tales como obras marítimas o plantas de tratamiento de aguas residuales.

cuatro torres madrid


Y con ésto pongo fin a este artículo. La semana que viene hablaremos de ¡hormigones que se compactan solos! Sí, has oído bien, pero mientras llega… ¿por qué no compartes el artículo? Me ayuda a saber si te ha gustado.

Un saludo compañero!

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8 comentarios en “Hormigones Especiales (III): Hormigón de Alta Resistencia”

  1. Hola. Necesito saber la composición exacta del hormigón semiihúmedo para fabricar adoquines para pavimento con una compactadora hidraulica. Agradecería me asesoren. Tipo de cemento que debo usar aditivos etcétera. Si es posible en proporciones prácticas de medir. Desde ya mil gracias

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    • Hola Diego. La verdad es que no estoy realmente especializado en estos asuntos, pero diría que sí.
      El hormigón de alta resistencia no es más que cemento y áridos de gran resistencia a los que se le añade un superplastificante para mejorar su trabajabilidad (además de alguna adicción según el caso). Las fibras en cambio, tienen como objetivo coser el hormigón sometido a tracción, mejorando su comportamiento ante estos esfuerzos, por lo que no veo impedimento en su uso conjunto.
      Otra cosa es que quizás, si prevees grandes tracciones, el empleo de esta mezcla no sea la más adecuada por motivos económicos.

      Un saludo y espero haberte ayudado.

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    • Hola necesito toda la información para producir adoquines para pavimento con una maquina hidraulica. Proporciones cemento arena piedra- y aditivos a utilizar. Gracias.

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  2. buenos dias! muy buena foto y comparativa; efectivamente se aprecia la diferencia y el espacio que se gana que duda cabe…y eso en un pilar….¿pero en decenas o cientos de pilares o extruccturas grandes la suma global de esos espacios ganados puede ser realmente interesante….gracias por subir cosas interesantes…

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  3. Buen artículo. Como complemento aquí te dejo una imagen de la comparativa de un par de pilares que resisten lo mismo pero uno está fabricado con hormigón convencional y otro con HAR:

    http://i1324.photobucket.com/albums/u602/jfgramage/pilar_zps53d4a225.png

    Como se puede ver, el empleo de HAR permite reducir bastante el área de los pilares lo que hace que estos en edificios de grandes alturas no se coman el espacio habitable.

    ¡Un saludo!

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    • Hola Javi, sin duda la foto que me dejas pone de manifiesto lo que comentaba sobre la reducción de los pilares en edificios y como señalas, en edificios de gran altura esto es indispensable. Te agradezco muchísimo que la hayas compartido porque ya sabes el dicho «una imagen vale más que mil palabras». 🙂

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