28.12.12

PÉRDIDAS DE CALOR EN LOS PUENTES TÉRMICOS

1. Definición y clasificación de puente térmico
1.1. Definición
Un puente térmico es una parte del cerramiento de un edificio donde la resistencia térmica normalmente uniforme cambia significativamente debido a:
􀂃 penetraciones completas o parciales en el cerramiento de un edificio, de materiales de diferente conductividad térmica; y/o
􀂃 un cambio en el espesor de la fábrica; y/o
􀂃 una diferencia entre áreas interiores y exteriores, tales como intersecciones de paredes, suelos o techos.
Al disminuir la resistencia térmica respecto al resto de los cerramientos, los puentes térmicos se convierten en partes sensibles de los edificios donde aumenta la posibilidad de producción de condensaciones superficiales, en la situación de invierno o épocas frías.
Además de los problemas de condensación y formación de moho, degradación de los elementos constructivos y el peligro para la salud de los ocupantes, los puentes térmicos llevan también a un incremento de pérdidas de calor, que llegan a ser relativamente más importantes, cuanto más aislados estén el resto de cerramientos.
Así pues, los aspectos a considerar son los siguientes:
􀂃 un eventual incremento de pérdidas de calor cuando se calculen las cargas, necesidades energéticas y niveles de aislamiento del edificio;
􀂃 un eventual riesgo de condensaciones y producción de moho resultante de la temperatura superficial interior de la zona del puente térmico.
1.2. Clasificación
Los puentes térmicos más comunes son de dos dimensiones y son conocidos como puentes térmicos lineales, los cuales se forman como uniones de dos o más elementos edificatorios (por ejemplo una ventana en una pared o la intersección de dos cerramientos) o son los lugares donde la composición estructural de un elemento edificatorio está cambiando (por ejemplo un pilar o una columna embebido en un cerramiento).
Esto conlleva un cambio del flujo de calor y por tanto de la temperatura superficial en la cara interior de un elemento constructivo.
La figura 1 muestra la localización típica de estos tipos de puentes térmicos bidimensionales.
Los puentes térmicos más comunes en la edificación y que se tendrán en cuenta en el análisis, podrían clasificarse en:
a) puentes térmicos integrados en los cerramientos:
i) pilares integrados en los cerramientos de las fachadas;
ii) contorno de huecos y lucernarios;
iii) cajas de persianas;
iv) otros puentes térmicos integrados;
b) puentes térmicos formados por encuentro de cerramientos:
i) frentes de forjado en las fachadas;
ii) uniones de cubiertas con fachadas;
− cubiertas con pretil;
− cubiertas sin pretil;
iii) uniones de fachadas con cerramientos en contacto con el terreno;
− unión de fachada con losa o solera;
− unión de fachada con muro enterrado o pantalla;
iv) esquinas o encuentros de fachadas, dependiendo de la posición del ambiente exterior respecto del interior, que se subdividen en:
− esquinas entrantes;
− esquinas salientes;
c) encuentros de voladizos con fachadas;
d) encuentros de tabiquería interior con fachadas.


Además de los puentes térmicos lineales, existen también los puentes térmicos tridimensionales o puntuales, los cuales se forman cuando un cerramiento aislado térmicamente es perforado por otro elemento con una alta conductividad térmica (punto de puente térmico) o la intersección de tres esquinas.


2. Pérdidas de energía debido a los puentes térmicos
2.1. Modelización térmica de un edificio
La distribución de temperaturas y el flujo de calor a través de una construcción pueden ser calculados si se conocen las condiciones de contorno y los detalles constructivos. Con este objetivo, se divide el modelo geométrico (el edificio) en un número de elementos teniendo en cuenta cada conductividad térmica homogénea.
El modelado de un edificio completo no es posible utilizando un modelo geométrico único. En la mayor parte de los casos el edificio puede ser compartimentado en varias partes (incluyendo el terreno si se considera adecuado) utilizando planos de corte. Esta partición se realizará cuidadosamente, con el fin de evitar cualquier diferencia entre los resultados del edificio compartimentado y el edificio considerado como conjunto. La elección de los planos de corte es de considerable importancia a los efectos de la partición en modelos geométricos idóneos. Los planos de corte se consideran adiabáticos (flujo térmico cero).
El modelo geométrico consta del elemento o elementos centrales, los elementos de flanco y a veces el terreno.
Dividido el modelo geométrico en un número de células, cada una de ellas posee un punto característico denominado nudo. Aplicando la ley de la conservación de la energía (div q= 0) y la ley de Fourier (q= -λgradθ, con las condiciones de contorno, se obtiene un sistema de ecuaciones que son función de las temperaturas en los nudos. La solución de este sistema, ya sea por una técnica directa o por método iterativo, proporciona la temperatura de los nudos. La distribución de temperaturas dentro de cada célula de material se calculará por interpolación entre las temperaturas del nudo. A partir de la distribución de temperatura, se pueden calcular los flujos térmicos aplicando la ley de Fourier.


2.2. Transferencia de calor en elementos constructivos homogéneos
El estudio de transferencia de calor en edificios se puede conseguir subdividiendo la estructura en distintos cerramientos (muros de fachada, huecos, suelos y cubiertas), para que así puedan calcularse separadamente las pérdidas de calor.
Este tipo de cálculo está normalmente basado en un modelo unidimensional, que asume que las fachadas son térmicamente homogéneas y están compuestas de un número de capas paralelas al flujo de calor, como muestra la figura 4.
La transferencia de calor se describe, en régimen estacionario y tomando algunas simplificaciones, mediante la transmitancia térmica del cerramiento (U). Este valor da la pérdida de calor a través del elemento de construcción por unidad de superficie y diferencia de temperatura de los medios situados a cada lado del elemento que se considera (W/m2 K).


La transmitancia térmica U (W/m2 K) viene dada por la siguiente expresión:
U = 1/RT
siendo
RT la resistencia térmica total del componente constructivo [m2 K/ W].
La resistencia térmica total RT de un componente constituido por capas térmicamente homogéneas debe calcularse mediante la expresión:
RT = Rsi + R1 + R2 + ... + Rn + Rse
siendo
R1, R2...Rn las resistencias térmicas de cada capa [m2 K/W];
Rsi y Rse las resistencias térmicas superficiales correspondientes al aire interior y exterior respectivamente, de acuerdo a la posición del cerramiento, dirección del flujo de calor y su situación en el edificio [m2 K/W].
La resistencia térmica de una capa térmicamente homogénea viene definida por la expresión:
R = e/λ
siendo
e el espesor de la capa [m].
En caso de una capa de espesor variable se considerará el espesor medio.
λ la conductividad térmica de diseño2 del material que compone la capa, calculada a partir de valores térmicos declarados2 según la norma UNE EN ISO 10 456:2001 o tomada de documentos oficialmente reconocidos, [W/m K].
Por lo tanto, la cantidad de calor transferido (= a la pérdida de calor transmitido φt) vienevdada por:
φt = U⋅ A ⋅ (θi − θe)
siendo
A el área de la superficie del elemento de construcción [m2];
θi-θe la diferencia de temperatura entre el interior y el ambiente exterior[K].

MARÍA INÉS DÍAZ REGODÓN y JOSÉ ANTONIO TENORIO RÍOS

27.12.12

CENTRO DE DANZA LABAN

Herzog & de Meuron Centro de Danza Laban
El barrio de Deptford, al sureste de Londres, ha conocido tiempos mejores. Durante el reinado de Enrique VIII, en sus astilleros junto al Támesis se construyeron los navíos de la armada inglesa y su actividad industrial se mantuvo por varios siglos. De aquel esplendor solo quedan los restos: naves obsoletas, puentes oxidados, abandono y una población cuya renta es de las más bajas del país.
Al igual que los Docks en su día, Deptford es ahora una zona en proceso de reconversión en la que acaba de instalarse un nuevo vecino, el Centro Laban. En 1997, los responsables de la escuela de danza contemporánea mas importante de Europa -que recibe el nombre de su fundador, el húngaro Rudolf Laban, bailarín, coreógrafo y teórico de la danza, inventor de la `Labanotacion' que permite escribir partituras de danza- adjudicaron por concurso la construcción de su nueva sede en Londres.
La iglesia de St. Paul es un importante punto de referencia para el proyecto. El gesto amplio y envolvente del volumen del Centro Laban produce el efecto de crear un límite espacial y a la vez un lugar donde se funden el jardín y el edificio. La topografía ataludada del jardín, que sirve simultáneamente de patio de entrada al centro y de área para pasear, actuar o no hacer nada, encuentra su eco en la disposición formal del interior del edificio. Las actividades se entremezclan y distribuyen en los dos niveles principales, facilitando así las comunicaciones en todo el edificio. En el centro del volumen se sitúa la pieza fundamental del conjunto: el gran teatro, convertido en punto de referencia para orientarse en el paisaje abierto' de la primera planta. La biblioteca, la cafetería y parte de las áreas de producción y administración se encuentran, más que separadas, estructuradas mediante paredes transparentes y translúcidas. La planta superior alberga la mayoría de las salas de ensayo conformando un tejido denso, similar al de un centro urbano. Cada una de las salas tiene diferente tamaño, altura, forma y color. Las dos escaleras de caracol que conectan las distintas plantas están generosamente dimensionadas, creando lugares de encuentro y estancia a su alrededor. Los dos patios ajardinados se cortan a diferentes alturas, proporcionando luz natural al interior y facilitando la orientación, al permitir diversas conexiones visuales. Dichos patios señalan los lugares en los que desembocan las escaleras: los vestíbulos principales y la cubierta ajardinada. Los colores marcan el ritmo y facilitan la orientación, tanto en el interior como en el exterior del edificio. La primacía otorgada al color como parte integrante de la arquitectura llevo a la colaboración de Michael Craig-Martin, un artista cuya obra es conocida y admirada por su inédito planteamiento del color.
Las fachadas se componen de una piel doble de policarbonato y vidrio. La primera pantalla protege frente a la luz solar directa y la radiación mediante unos paneles de policarbonato transparente y coloreado al interior. La pantalla interior es de vidrio, transparente o translucido dependiendo de si los espacios situados detrás de ellos requieren o no vistas del exterior. Proyectadas sobre las superficies de vidrio mate de las fachadas interiores, las gráciles siluetas en movimiento de los bailarines producen un efecto mágico y forman parte de la identidad arquitectónica del Laban.



01_Capa sintética aislamiento térmico de poliuretano
02_Chapa de aluminio anodizado 2mm
03_Bastidor para placa de aluminio anodizado 55/80mm
04_Tubo de aluminio 50/50/4mm
05_Lama de ventilación de aluminio anodizado
06_Placa tricapa de policarbonato celular 40/500mm, translúcido
07_Aislamiento acústico 50mm
08_Tubo de acero galvanizado 80/80/4mm
09_Revestimient textil
10_Tubo de aluminio 60/60mm
11_Montante tubo de aluminio 50/120mm
12_Vidrio térmico templado de seguridad 10mm + camara 16mm+ vidrio laminado de seguridad 2x6mm
13_Anclajes de aluminio para fijación puntual 60mm
14_Tablero de madera contrachapada de 20 mm
15_Solado del estudio: Pavimento de vinilo 5mm + tablero de madera contrachapada 2x9mm + lámina elástico de 20mm + suelo radiante 77mm + aislamiento contra impactos de 40mm
16_Montante tubo de acero galvanizado 80/80/4mm
17_Tramex de acero galvanizado 40mm
18_Perfil de acero L 60/60/4mm
19_Panel de aluminio 100mm
20_Solado de biblioteca: moqueta de 10mm + tablero de madera contrachapada 18mm
21_Solado de los despachos: moqueta 10mm + mortero de cemento 85mm + capa de separación + aislamiento térmico de porietireno 25mm + impermeabilización
22_Chapa perforada de aluminio 2mm
23_Aislamiento térmico lana de roca 100 mm acabado gris claro
24_Tubo de aluminio 50/165mm
25_Canalón
26_Anclaje de aluminio para fijación puntual 60mm
27_Cable de acero 6mm
28_Placa acrílica curvada translúcida 5mm curvada
29_Placa acrílica curvada translúcida 3mm



17.12.12

ASCENSOR SIN SALA DE MÁQUINAS

Ascensores Enor sin sala de máquinas Serie EC3
Optimización del espacio
En Enor hemos logrado optimizar el espacio hasta el punto de conseguir, con nuestro modelo EC3G10R, la mejor relación del mercado entre las dimensiones de cabina y hueco
de ascensor.
Tecnología del transporte vertical
La serie EC3 ha sido concebida para optimizar su eficiencia mecánica y reducir al mínimo el consumo energético.
La moderna tecnología motriz con bajas revoluciones permite desplazamientos mucho más silenciosos que los de ascensores tradicionales, mejorando el confort de viaje y la emisión de ruidos al edificio.
Un concepto. Infinitas posibilidades
La serie EC3 ofrece la máxima flexibilidad técnica y estética para adaptarse a su edificio o proyecto. La capacidad variable de 4 a 13 personas, el rango de velocidades de 1 a 1.6 m/s, la posibilidad de fosos reducidos y la configuración de uno o múltiples accesos, tanto a 90º como a 180º, permiten la máxima libertad creativa a la hora de concebir el proyecto.
Características técnicas
Recorrido máximo:75 m.
Nº mín/máx paradas: entre 2 y 26.
Capacidad: de 4 a 13 personas.
Carga:de 320 a 1000 kg.
Velocidad: de 1 a 1.6 m/s
Disponible con VVVF.
(Variación de frecuencia): Optimización del confort.
Mejor rendimiento eléctrico.
Mayor precisión en parada.
Máquina tractora en la parte superior del hueco.
Puertas de piso y de cabina automáticas de apertura lateral con opción de apertura central (consultar medidas y modelos)
Permite doble embarque en cabina a 180 y a 90 grados.
Control de maniobra automática, colectiva en bajada o en subida y bajada.
Para requerimientos mayores de 8 personas o 630 Kg. póngase en contacto con Ascensores Enor.
Aplicación
Indicado para tráfico ligero y medio en edificios de nueva construcción o en rehabilitación, tanto en el sector residencial como en oficinas u otros usos comerciales.
Compacto
Instalación de reducido tamaño sin cuarto de máquinas.
Armario de maniobra de reducidas dimensiones anexo al marco de la puerta de piso de la última parada, facilitando las labores de mantenimiento.
Máximo aprovechamiento de hueco y cabina.
Flexible
Máxima adaptabilidad: posibilidad de desarrollo de equipos a medida y colaboración en el proyecto.
Diversidad de acabados y personalización de maniobras.
Reducidos tiempos de montaje con mínimas interferencias entre gremios.
Desplazamientos silenciosos gracias al bajo régimen de giro del motor
Cabinas acogedoras.
Máxima seguridad: servicio de atención y asistencia 24h.
Confortable
Gran ahorro energético debido al alto rendimiento del motor.
Ecológico y con los mínimos requerimientos de mantenimiento.
Eficiente y Sostenible
Paredes de hueco cerradas en vidrio.
Cabina panorámica.
Sistema de rescate automático.
Opciones especiales
Conforme a la Directiva de Ascensores 95/16/CE.
Cabinas adaptadas a las distintas normativas de accesibilidad.
Normativa
Conforme a la Directiva de Ascensores 95/16/CE.
Cabinas adaptadas a las distintas normativas de accesibilidad.










14.12.12

TÉCNICAS DE COLOCACIÓN DE PIZARRA (II)

Formas de colocación de la pizarra
A.- Clasica y trabajada.
Responde, a principios bien establecidos y proporciona todas las garantías de impermeabilidad, y permite, además, hacer formas decorativas con las pizarras. Las placas se colocan en líneas horizontales con los bordes laterales juntos; a continuación se pone otra fila sobre la primera, desplazada horizontalmente media pizarra y dejando fuera del solape la parte vista de la inferior, y así sucesivamente, con lo que se consigue una cubierta de tres capas.
B.-Diversas.
Utilizadas principalmente para las edificaciones industriales o agrícolas y que no garantizan la impermeabilidad absoluta.
1.- Desarrollada: Cada fila de pizarras es doble, de manera que las superiores forman una cubrejunta sobre las inferiores, y así sucesivamente.
2.- Calada: La primera fila es doble, pero con suspensión parcial, y la segunda igual.
3.- Modelos cuadrados: En este caso, las placas de pizarra se colocan en filas con una diagonal horizontal. Las juntas alternadas, y las filas superiores montan sobre las inferiores, y los cortes de los ángulos iguales.
C.- Regionales.
Se utilizan raramente, y sólo en ciertas regiones, dando una protección bastante buena.
• Mezcladas
• Mezcladas y Lauzes
• Schuppen






Comienzo de una cubierta
Para el comienzo de una cubierta, se colocará normalmente una hilada de pizarras llamadas medias, que tienen una altura mínima de una parte vista, más un solape.
Es necesario levantar un poco en su borde delantero las pizarras de esta hilada, con el fin de facilitar el asentamiento de las siguientes.


Construcción de limahoyas
METALICA* : Vista, Cerrada y De dos cortes
DE PIZARRA** : De un corte y Redonda
* La Lima-hoya es una línea.
** La Lima-hoya es una superficie.
Limahoya metálica vista.
En esta limahoya los cantos esviados no se tocan. El suelo de la lima está formado por piezas de metal. El montante de los bordes de la pizarra sobre la limahoya será igual o mayor al solape.
Limahoya metálica cerrada.
Cuando los cantos esviados se tocan. El suelo de esta lima está formado por piezas cortadas de longitud igual o mayor a la diagonal del modelo de pizarra empleado y de anchura proporcional al faldón e inversamente proporcional a la pendiente, no siendo inferior a medio ancho de la pizarra.
Limahoya de dos cortes.
Cuando la diferencia de pendiente de los faldones es menor o igual a 15 °.
El fondo de la limahoya se recubrirá con pizarras estrechas llamadas lajas ( 1 ) que medirán de 6 a 8 cm de ancho por tres veces y media la parte vista de la pizarra del faldón de menor inclinación.
Las filas impares llevarán tres lajas y las pares dos.
Seguidamente, se colocan las pizarras que las bordean llamadas grandes medianeras (2) y pequeñas medianeras (3).
Las pequeñas medianeras en los extremos de las filas de número par de lajas y con anchura de 3/2 de laja. Los recubrimientos laterales serán de 1/2 laja.


Limahoya de un corte.
Cuando la diferencia de pendiente es de 15 °. Por el lado del faldón de mayor pendiente, la limahoya se remata con la de dos cortes, o sea, con pequeñas y grandes medianeras.
Por el lado del faldón de menor pendiente la limahoya se empalma con la cubierta mediante las grandes aproximaciones (4) y pequeñas aproximaciones (5).
El eje de la limahoya se desplaza 1/2 laja hacia el lado del faldón de menor pendiente.
Limahoya redonda.
Se hace cuando los dos faldones tienen una pendiente superior a 64° (200 %) y la diferencia entre faldones sea menor de 15 °.
También cuando las pendientes estén entre 56 y 64° (150 - 200 %) y las pendientes iguales.
En las filas impares se colocan tres lajas y en las pares cuatro lajas. Las lajas se unen a los faldones con grandes aproximaciones en las filas de 4 lajas (pares) y con pequeñas aproximaciones en las filas de 3 lajas (impares).
Las grandes aproximaciones tendrán como base la diagonal de una laja.


Construcción de laterales
Deberán estar rematados con pizarra de tal manera que queden completas todas las filas horizontales del faldón, el borde estará constituido por pizarras enteras y medias, no pudiendo éste tener una anchura inferior a la mitad de la pizarra a utilizar en el resto del faldón; en el caso de que quede inferior a esa medida, habrá que jugar con el ancho de las pizarras adyacentes.


Construcción de limas de costado
En el caso de que la lima de costado se haga de pizarra, se ejecutará como una limahoya de un corte para pendientes < 200 % o redonda para pendiente >200 %. Las lajas tendrán una altura igual a tres veces y media la parte vista y una anchura de 6 cm.

12.12.12

TÉCNICAS DE COLOCACIÓN DE LA PIZARRA

Introducción
La pizarra es un material natural de los más antiguos empleado por el hombre en la construcción, contándose por ello con una dilatada experiencia sobre sus cualidades y comportamiento.
En un principio, las pizarras, toscamente labradas, se usaban exclusivamente en las construcciones populares de las regiones donde se encuentran estas rocas. Es en el siglo XI cuando en Europa se empiezan a utilizar piezas finas y regulares para cubrir casas nobles, iglesias y castillos, a veces alejados de las fuentes de producción.
En la actualidad se ha generalizado el uso de la pizarra para todo tipo de construcciones, desde las más populares a las más suntuosas, siendo casi imprescindible en algunos ambientes con abundancia de precipitaciones tanto en forma de agua o nieve (refugios de montaña, chalets, etc.).
El empleo de las pizarras durante siglos ha hecho que las técnicas de montaje se hayan perfeccionado, permitiendo la adaptación a todas las formas, pendientes, planos y líneas de las cubiertas, paredes y suelos.
En la figura pueden verse los distintos formatos de las piezas de pizarra.


La cubierta de pizarra se forma por superposición de elementos planos, independientes unos de otros, que se recubren parcialmente entre sí, siguiendo unas reglas variables pero precisas. Las pizarras se colocan en filas horizontales y cada una hace de tapajuntas de las colocadas debajo de ellas.


Las placas de pizarra tienen los bordes en bisel, que se colocan al exterior tanto para que disminuya la resistencia al viento, como para facilitar el vertido del agua.
En cada placa de pizarra se distinguen tres partes:
(a).- Solape: parte superior de la pizarra, la cual no recibe nunca el agua.
(b).- Parte semi-oculta: zona intermedia cubierta por la parte vista de la fila superior. Recibe el agua pero no la lluvia.
(c).- Parte vista: parte inferior de la pizarra, absolutamente visible, que recibe agua de lluvia y la que cae de las filas superiores.
B = C = (H − A)/2
donde H es la altura.


La medida del solape debe ser suficiente para que el agua de lluvia no suba hasta el borde superior, sea por la acción del viento, como por capilaridad. La tabla 6.8.2.1 muestra los valores del solape mínimo, en milímetros, para distintos tipos de cubiertas.
Además, ninguna placa de pizarra debe tener su parte vista mayor que su anchura, para evitar que el agua sea despedida a las placas colaterales antes de caer en la inferior.


Clases de sujeción de las pizarras
Dejando al margen las estructuras portantes sobre las que se apoya la superficie que forma el faldón, para la sujeción de las pizarras a dichos faldones interesa el material de que estén formados los faldones. Estos faldones se dividen en dos tipos: clavables y no clavables.
Faldón clavable
La cama para sujetar las placas de pizarra puede estar formada por entarimados de madera , rastrelado de madera y/o mortero pobre. Permiten la construcción de cubiertas de poco peso e incluso aprovechar el espacio bajo la cubierta.
La pizarra se puede colocar directamente sobre las estructuras de madera o sobre rastreles. Se recomienda utilizar madera de pino tratada.
En la construcción de cubiertas de pizarra, la cama de soporte que proporciona mayor eficiencia es la construida con panel sandwich Thermochip®, el entarimado a la junta y el rastrelado, que puede ser horizontal o vertical.
El Thermochip® es la solución ideal, ya que además de las ventajas que ofrece como soporte, integra funciones aislantes y decorativas. Se recomienda su utilización con rastrel horizontal.


En principio, son los que ofrecen mayor seguridad de sujeción, pero necesitan pendientes mayores o iguales a 31° (60%). Tanto las tarimas como los rastreles deben tener al menos 25 mm de grueso y, además, 50 mm de ancho.
En el caso en que la cama sea de mortero pobre, se tratará de una capa de mortero con arena fina, con un espesor de 35 40 mm, nivelada y raseada, sobre la que se clavan y sujetan las pizarras, ya sea con clavos, ganchos o ambos a la vez. Es la solución más barata, aunque no permite remates especiales.
El empleo de doble rastrel, vertical y horizontal, permite el aislamiento entre los mismos y la ventilación de la cubierta.
Como pueden ser las camas de forjado cerámico, chapa metálica, etc.


Existen diversas soluciones:
- Rastrelado horizontal: Sobre la capa de mortero se clavan los rastreles horizontales con clavos; de esta manera quedan fumes y apoyados toda su longitud. Serán de 40 x 20 ó 40 x 25 mm.
- Rastrelado vertical y horizontal: Los rastreles verticales, de 40 x 25 mm de forma plana con puntas laterales, irán embebidos en la capa de mortero rico y posteriormente los rastreles horizontales se clavarán sobre los verticales.
Se utiliza en cubiertas muy pendientes. Se puede sustituir el rastrelado horizontal por un entarimado.
Elementos de sujeción de la pizarra al faldón
Las placas de pizarra se fijan con dos clases de elementos: clavos y ganchos.
Clavos
El ensanche de los agujeros se situará siempre al exterior, con el fin de que la cabeza de los clavos quede alojada en él. Los agujeros de la pizarra donde se introducen los clavos estarán, al menos, a 30 mm de su borde, situados además fuera de la zona de humedad (A > 30 mm).
Los clavos pueden ser de distintos materiales: acero dulce, galvanizado, cobre, plomo o acero inoxidable con secciones cilíndricas o cuadradas, siendo recomendadas éstas últimas para zonas muy expuestas al viento. La longitud será, al menos, de 27 mm de largo.
Ganchos
El gancho debe ser resistente y poco oxidable, pues el vástago del gancho se moja durante y después de las lluvias.
Pueden ser de acero galvanizado, cobre o acero inoxidable.
Deben tener entre 2,7 y 3.4 mm de diámetro.
A = Espiga de clavado (mayor o igual de 25 mm).
B = Vástago (solape)
C = Parte vista (mayor o igual de 20 mm).
Existen dos clases de ganchos: de grupa (1) o de punta (2). En las zonas de nieve las pinzas son planas (3).

10.12.12

ACRISTALAMIENTO ESTRUCTURAL (II)

Tipos de sistemas de Acristalamiento Estructural
Hay muchos tipos de sistemas de Acristalamiento Estructural disponibles. Un rasgo común de todos ellos es que utilizan sellante de silicona estructural para sujetar de forma estructural vidrio u otro material a la estructura del edificio. En esta sección revisaremos algunos de los sistemas más corrientes.
Acristalamiento Estructural a 4 lados
El Acristalamiento Estructural a 4 lados es el más común y normalmente el más económico de los sistemas de Acristalamiento Estructural usados en los países europeos. El vidrio se aguanta en los cuatro lados del mismo con silicona estructural. Los sistemas de Acristalamiento Estructural de 4 lados se fabrican normalmente en una fábrica y luego se montan en el lugar de la obra.


Acristalamiento Estructural a 2 lados
Los sistemas de Acristalamiento Estructural a 2 lados usan silicona estructural en dos de los cuatro lados del vidrio. Los otros dos lados se apoyan bien de forma mecánica o no descansan estructuralmente en un marco. Los sistemas de Acristalamiento Estructural a 2 lados se pueden fabricar en una planta de producción o bien en el lugar de la obra si el sistema de montaje lo requiere.


Acristalamiento inclinado
Tenemos acristalamiento inclinado cuando se aplica el acristalamiento en una fachada que no es vertical. Las claraboyas son sistemas típicos de Acristalamiento Estructural inclinado. En estos casos, el peso del vidrio se tiene en cuenta en el cálculo de dimensionamiento de juntas de Acristalamiento Estructural. Las normativas europeas exigen el uso de vidrio laminado de seguridad en las aplicaciones en pendiente. El acristalamiento con inclinación invertida también se ha utilizado con éxito en numerosos proyectos.
Vidrio decalado
Muchos sistemas de Acristalamiento Estructural instalan la junta de Silicona Estructural en la superficie interna del panel exterior. En estos sistemas, las unidades de vidrio aislante se producen con una forma decalada que permite realizar el acristalado sobre el panel exterior. Los sistemas de Acristalamiento Estructural más tradicionales instalan la junta estructural en la superficie interna del panel interior de la unidad de vidrio aislante. Por favor, consulte el “Detalle de Acristalamiento Estructural típico” de la página 13 para ver un ejemplo de un sistema típico de Acristalamiento Estructural con vidrio decalado.
Sistemas con canales de perfil en U
Existen abundantes sistemas patentados que permiten que las unidades de vidrio aislante se sujeten mecánicamente a la estructura mediante un perfil en U en la cavidad de entre los dos paneles de vidrio. Dependiendo de la naturaleza del sistema, el sellante de silicona puede que funcione o no como sellante de Acristalamiento Estructural en el diseño.
Estos originales sistemas deben ser aprobados por los Ingenieros del Servicio Técnico de Dow Corning para cada proyecto específico.
Sistemas de visión total
Los sistemas de visión total, normalmente usados en la fachada principal de un edificio para maximizar el área de visión, utilizan una aleta de vidrio para sujetar estructuralmente el vidrio de visión. En estos casos, el sistema de Acristalamiento Estructural a 2 lados puede usar silicona estructural en la línea de corte desde el borde del vidrio hasta la aleta. Dow Corning permite que las juntas de estanqueidad de la línea de corte funcionen de forma estructural siempre que no dependan de una junta de tensión.
Otros tipos de sistemas
Sistemas de Vidrio Estructural
Los Sistemas de Vidrio Estructural, a menudo llamados “Sistemas atornillados”, se han usado en muchos edificios emblemáticos. Normalmente, se taladran unos agujeros en las esquinas de todos los paneles de vidrio y el vidrio se sujeta mecánicamente con “arañas” de acero inoxidable. Estos sistemas no son Acristalamiento Estructural aunque desde el exterior tengan una apariencia similar. En algunos diseños, la “araña” sólo se sujeta al panel interior de una unidad de vidrio aislante. En estos diseños, el sellante del vidrio aislante tiene una función estructural. En todo tipo de Sistemas de Vidrio Estructural, los sellantes de silicona juegan un importante papel en el mantenimiento del sellado de estanqueidad y en la efectividad de las unidades de vidrio aislante.
Sujeción Estructural de materiales distintos al vidrio
El sellante de silicona estructural puede usarse para sujetar materiales distintos al vidrio.
Acristalamiento protector
Los sellantes de silicona estructural se usan normalmente en los sistemas de ventanas diseñados para mitigar los efectos de la onda expansiva de bombas o huracanes. En algunos casos, estos sistemas también están acristalados estructuralmente. En los diseños de ventanas protectoras contra ondas expansivas es apropiado el uso del Acristalamiento Estructural y se ha realizado con éxito en numerosos proyectos. En estos diseños, el sellante es sólo un elemento del complejo sistema de acristalamiento que incluye el marco, el vidrio y el panel laminar. El sellante de silicona estructural juega un importante papel en el “anclaje” del vidrio laminar en el marco durante el impacto de un estallido de bomba o de un misil. Gracias a las inigualables propiedades físicas y químicas de la silicona (p. ej., propiedades viscoelásticas, adhesión a largo plazo y durabilidad), que no proporcionan los sellantes orgánicos, los sellantes de silicona estructural de altas prestaciones son el material preferido para estas aplicaciones.


Preparación de superficies y aplicación del sellante
1. Inspeccionar los substratos y materiales antes del uso. Los substratos, p. ej., perfiles de aluminio, deben estar en buenas condiciones y no estar deteriorados por factores atmosféricos.
2. Limpiar los substratos. Las superficies de las juntas deben estar siempre limpias, secas, y libres de polvo y condensaciones de humedad. La presencia de humedad o contaminantes en la superficie puede tener un efecto adverso en la adhesión de un sellante al substrato.
3. Imprimar la superficie para recibir el sellante.
4. Colocar el vidrio o el panel a acristalar. Se debe tener cuidado de no contaminar la superficie limpia durante la fase de producción. Si se produce contaminación, las superficies deberán volverse a limpiar.
5. Aplicar el sellante en la cavidad de la junta de Acristalamiento Estructural. La junta debe llenarse totalmente con sellante. Se puede evitar que quede aire atrapado presionando sobre el “cordón” de sellante hacia el interior de la junta de forma continua.
6. Repasar o nivelar la superficie de junta de sellante con una espátula o similar. El sellante debe presionarse hacia el interior de la junta con una herramienta. No se debe sacar el sellante sobrante de la junta. El repasado garantiza que el sellante impregna todas las superficie de la junta y llena esta junta sin atrapar aire.
7. Inspeccionar las unidades de Acristalamiento Estructural acabadas. Verificar que la totalidad de las juntas de Acristalamiento Estructural se hayan rellenado y repasado. Comprobar que las unidades de Acristalamiento Estructural se almacenan de forma correcta e inspeccionar si el sellante cura de forma adecuada. Asegurarse de que se estén realizando todas las pruebas de Control de Calidad recomendadas.
Procedimiento de limpieza del substrato
La clave para una adhesión aceptable del sellante es una superficie limpia. Seguidamente se indican unos procedimientos probados para limpiar substratos tanto no porosos como porosos.
Substratos no porosos
Los substratos no porosos, como el vidrio y el aluminio deben limpiarse con un disolvente antes de la aplicación de un sellante.
Substratos porosos
Los substratos como el granito, mármol, piedra caliza o cemento absorben líquidos, y por eso se consideran porosos. Estos substratos se usan casi exclusivamente en aplicaciones de estanqueidad o no estructurales. Para recomendaciones específicas para los substratos porosos.
Consideraciones sobre disolventes
Nuestra recomendación de los disolventes indicados en esta sección está avalada por nuestra experiencia con estos productos. Sin embargo, siempre se debe consultar con el proveedor del substrato para asegurarse de que los procedimientos de limpieza y los disolventes utilizados son compatibles con el substrato específico.
Enmascarado
Si la estética es importante, la superficie adyacente a la junta de Acristalamiento Estructural puede protegerse con cinta adhesiva protectora. Debe probarse la cinta antes de su uso para comprobar que se puede despegar fácilmente y que no daña el substrato. Al colocar la cinta, tenga cuidado de no colocarla a las superficies de las juntas, ya que el adhesivo residual de la cinta puede deteriorar la adhesión del sellante. Inmediatamente después de aplicar y repasar el sellante, retire la cinta.
Método de limpieza a dos paños
El método de limpieza denominado “a dos paños” es una técnica probada para la limpieza de superficies no porosas. Limpiar un substrato con un paño no es un procedimiento recomendado y no es tan efectivo como el uso de dos paños. Deben utilizarse paños limpios, suaves, absorbentes y sin pelusa. Este método consiste en limpiar el substrato con un paño saturado con el disolvente, seguido por una pasada de secado con otro paño limpio. Seguidamente se describe este procedimiento con mayor detalle:
1. Limpie cuidadosamente todas las superficies para eliminar partículas sueltas.
2. Vierta una pequeña cantidad de disolvente limpiador en un recipiente de trabajo. Lo que mejor funciona es una botella de plástico transparente y flexible resistente al disolvente. Se recomienda no aplicar el disolvente directamente desde su envase original.
3. Frote las superficies de la junta con fuerza suficiente para eliminar la suciedad y contaminantes.
4. Inmediatamente seque la superficie mojada con el disolvente frotando con otro paño limpio. Con el segundo paño, se debe frotar el substrato antes de que se evapore el solvente.
5. Haga una inspección visual del segundo paño para determinar si los contaminantes han sido eliminados eficazmente. Si el segundo paño sigue sucio, repita el “método de los dos paños” hasta que el segundo paño quede limpio. En cada limpieza sucesiva, puede ir rotando el paño hacia un trozo que esté limpio. No limpie con los trozos sucios del paño. Para obtener óptimos resultados, sustituya los paños usados y sucios con frecuencia.
Procedimiento de imprimación del substrato
1. Antes de usarla, verifique que la Imprimación está dentro de la fecha de caducidad indicada. La imprimación debe almacenarse por debajo de los 25°C en su envase original sin abrir. La imprimación debería ser transparente y con densidad acuosa. Si la imprimación está blanquecina, no la use.
2. La superficie de unión debe estar limpia y seca. La imprimación debe empezar dentro de las cuatro horas tras el proceso de limpieza. Si el lapso entre los dos pasos es mayor, las superficies de unión deben volverse a limpiar antes de aplicar la imprimación.
3. Vierta una pequeña cantidad de imprimación en un recipiente limpio y seco. No vierta más cantidad que lo necesario para trabajar durante 10 minutos en el recipiente de trabajo. Vuelva a tapar bien el envase inmediatamente después de dosificar la imprimación. La excesiva exposición de la imprimación a la humedad ambiental puede deteriorarla, tomando un color blanco lechoso en el envase.
4. Vierta una pequeña cantidad desde el recipiente de trabajo a un paño limpio, seco y sin pelusa, y aplique con suavidad una fina capa sobre todas las superficies que necesiten imprimación. Aplique sólo la imprimación necesaria para humedecer la superficie. Un exceso de imprimación puede causar pérdida de adhesión entre el sellante y el substrato. Si se aplica demasiada imprimación, se formará una película de un blanco pulverulento sobre el substrato. Si estuviera dando demasiada imprimación, hay que detener el proceso inmediatamente, y la superficie debe volver a limpiarse para aplicar la imprimación correctamente.
5. Deje secar la imprimación hasta que todo el disolvente se evapore. Esto suele tardar de 5 a 30 minutos dependiendo de la temperatura y la humedad.
6. Inspeccione la superficie para comprobar que esté seca o si hubiera excesiva imprimación. Una superficie no porosa imprimada presentará un ligero velo turbio. Si se usa imprimación roja, las superficies tratadas tendrán un aspecto rojo. Las superficies imprimadas deben sellarse antes de que transcurran las siguientes cuatro horas. Toda superficie imprimada que no se haya sellado en el transcurso de las cuatro horas deben volver a limpiarse y a imprimarse antes de aplicar el sellante.
Colocación del panel
El vidrio o el panel pueden colocarse una vez que los perfiles estén limpios e imprimados si esto fuera necesario. Los mismos procedimientos de limpieza e imprimación deben realizarse al mismo tiempo en el vidrio o el panel. Se debe tener cuidado de no contaminar las superficies limpias e imprimadas que van a sellarse. Las huellas dactilares pueden causar pérdida de adhesión.
Consideraciones para el acristalamiento en la obra
La mayoría de los procedimientos de limpieza e imprimación de substratos descritos arriba se aplican tanto al acristalamiento en la obra como al realizado en fábrica. Algunas consideraciones clave para el Acristalamiento Estructural en la obra incluyen:
• El sellante debe almacenarse apartado del calor excesivo. La exposición del sellante a altas temperaturas haría que se degradase y curase incorrectamente.
• Se recomienda realizar la aplicación en la franja de temperaturas desde +10°C a +40°C. A temperaturas inferiores, el sustrato debe mantenerse exento de condensación y humedad. Las temperaturas del substrato de más de +50°C afectarán negativamente el curado y la adhesión del sellante al substrato.
• Puesto que las condiciones ambientales no pueden controlarse en una obra, las superficies de unión deben limpiarse e imprimarse y los paneles deben colocarse y sellarse en un plazo no superior a una hora.
• Debe usarse un elemento de sujeción temporal para mantener la estabilidad de la junta de Acristalamiento Estructural durante el curado del sellante. La geometría, la temperatura y la humedad de la junta de Acristalamiento Estructural influyen en la tasa de curado del sellante. El sistema de sujeción temporal sólo podrá retirarse una vez el sellante haya alcanzado un curado y adhesión total.
• Se debe seguir un programa exhaustivo de Control de Calidad, que incluye el ensayo de formación de piel, de elasticidad, de adhesión y pelado, el de “pieza en H”, y el ensayo de desavidrioado.
Procedimiento de aplicación del sellante
El sellante debe aplicarse en las juntas de Acristalamiento Estructural solamente tras haberlas limpiado e imprimado según los procedimientos recomendados. El sellante debe aplicarse a superficies limpias, exentas de suciedad y de escarcha, y las superficies de unión deben imprimarse. La adhesión del sellante puede verse afectada negativamente por una junta de Acristalamiento Estructural que se haya limpiado o imprimado incorrectamente. El sellante debe rellenar completamente la junta de Acristalamiento Estructural. El rendimiento del sistema de Acristalamiento Estructural depende de si tiene la profundidad estructural adecuada.
Una junta de Acristalamiento Estructural que no se haya rellenado totalmente puede poner en peligro las prestaciones del sistema de Acristalamiento Estructural.
Seguidamente se describen los procedimientos adecuados a la hora de aplicar el sellante:
1. Aplicar el sellante de forma continuada usando una pistola o bomba de aplicación. Se debe aplicar una presión positiva y adecuada para rellenar la totalidad de la junta. Se puede evitar que quede aire atrapado “empujando el cordón” de sellante hacia el interior de la junta continuamente.
2. Repasar el sellante con una ligera presión antes de que se forme una piel sobre el sellante (generalmente en unos 5 a 10 minutos).
3. Evite el uso de materiales auxiliares húmedos, como jabones o disolventes, durante el repasado. Se recomienda realizar esta operación en seco. No coloque el sellante “a cucharadas” ya que esto no permite empujar el sellante al interior de la junta impregnando totalmente los lados de la misma.
4. Si se ha enmascarado la superficie adyacente a la junta de Acristalamiento Estructural, es el momento de retirar la cinta protectora.
Requisitos de curado del sellante
Todos los sellantes de silicona, ya sean de uno o dos componentes, necesitan de la exposición al exterior para curar completa y correctamente. Dentro de un espacio cerrado o una junta ciega, el curado del sellante puede ser lento, incompleto o incluso nulo. La adhesión del sellante sólo tendrá lugar si se permite que el sellante cure hasta alcanzar sus propiedades físicas plenas. Por favor, asegúrese de que la junta de sellante repasado esté expuesta al exterior.
Requisitos de curado para el acristalamiento en la obra
Deben usarse piezas de sujeción temporal en los materiales adyacentes mientras dure el curado del sellante estructural en los acristalamientos en la obra. La junta de Acristalamiento Estructural debe permanecer estática durante el curado para evitar que haya tensión en el sellante mientras cura y pueda desarrollar la máxima adhesión y fuerza.

5.12.12

ACRISTALAMIENTO ESTRUCTURAL

Introducción
El Acristalamiento Estructural con silicona es un método que utiliza un adhesivo de silicona para fijar paneles de vidrio, metal u otros materiales a la estructura de un edificio. La carga del viento y otras cargas sobre la fachada se transfieren del vidrio o panel a través de la silicona estructural a la estructura del edificio. La silicona estructural debe mantener su integridad adhesiva y cohesiva mientras la fachada está sujeta a la carga del viento y tensiones térmicas.
El Acristalamiento Estructural supone una aplicación de altas prestaciones y no todos los sellantes de silicona son adecuados para tal aplicación. Sólo deben utilizarse siliconas estructurales desarrolladas y probadas específicamente para las aplicaciones en Acristalamiento Estructural. Las Siliconas Estructurales Dow Corning® recomendadas para esta aplicación se identifican en la sección siguiente de este manual. Todas las Siliconas Estructurales Dow Corning han obtenido la Documento de Idoneidad Técnica Europea (DITE, en inglés European Technical Approval) a través de pruebas independientes de acuerdo con la actual normativa Europea de Acristalamiento Estructural: European Technical Approval Guideline (ETAG 002). Las Siliconas EStructurales también cuentan con la marca CE que indica la conformidad con la legislación europea sobre sanidad, seguridad y protección medioambiental.
Este manual está concebido como guía sobre el diseño y uso adecuados de las Siliconas Estructurales Dow Corning en aplicaciones de Acristalamiento Estructural. Las recomendaciones hechas en este manual se basan en la experiencia de Dow Corning en proyectos de Acristalamiento Estructural durante más de 30 años. Ya que los proyectos de Acristalamiento Estructural difieren en diseño del edificio, el entorno y los requisitos del cliente, este manual no puede aplicarse a todas las situaciones posibles. Los Ingenieros de Servicio Técnico de Dow Corning están disponibles para ayudarle con las necesidades de su proyecto específico.
Dimensionamiento de juntas de Acristalamiento Estructural
Las juntas de Acristalamiento Estructural deben diseñarse adecuadamente para que el sellante funcione como debe. Si la junta no tiene el diseño adecuado, las tensiones sobre el sellante pueden ser excesivas pudiendo causar fallos de funcionamiento.
Por lo tanto, todo dimensionamiento de juntas de Acristalamiento Estructural debe ser aprobado por Dow Corning.
Directrices para el dimensionamiento de juntas de Acristalamiento Estructural
Seguidamente se indican las directrices a seguir en todo proyecto de Acristalamiento Estructural.
• La profundidad mínima de la junta estructural será la determinada en Cálculo de la Profundidad Estructural para Carga de viento y dimensión de vidrio.
• El espesor mínimo de la junta estructural será el determinado en Cálculo de espesor de cordón para la dilatación térmica.
• La profundidad estructural mínima será la determinada en Cálculo de la profundidad estructural para peso propio.
• La profundidad estructural debe ser de un mínimo de 6 mm independientemente de otros cálculos.
• El espesor del cordón adhesivo debe ser de un mínimo de 6 mm, independientemente de otros cálculos.
• La profundidad estructural debe ser igual o mayor al espesor del cordón adhesivo.
• La relación profundidad-espesor debe estar entre 1:1 y 3:1.
• La junta de Acristalamiento Estructural debe poder rellenarse mediante procedimientos estándares de aplicación de sellantes.
• El diseño de la junta de Acristalamiento Estructural debe permitir la exposición del sellante al aire para que pueda curarse y alcanzar plenas propiedades físicas.
• Las normas arriba indicadas son los requisitos mínimos y excluyen todo margen de tolerancia en la aplicación.
Terminología de Acristalamiento Estructural
Profundidad estructural
La profundidad estructural es el ancho mínimo o superficie de contacto de la Silicona Estructural con el panel de vidrio u otro material y con el marco.
Para determinar la dimensión de la profundidad estructural se debe considerar la carga de viento sobre la geografía del proyecto, las dimensiones del panel de vidrio, las cargas de impacto, peso propio y tensiones de dilatación térmica.
Espesor
El espesor es la distancia desde el panel al marco. Un espesor adecuado facilita la aplicación del sellante y permite reducir la tensión del sellante causada por el desplazamiento térmico diferencial entre el panel de vidrio y el marco. El espesor en una junta de silicona estructural se denomina con frecuencia espesor del cordón adhesivo (glueline thickness).


Carga de viento y dimensión del vidrio
La profundidad estructural exigida es directamente proporcional a la carga de viento sobre el edificio y la dimensión del vidrio. Cuanto más alta sea la carga de viento y mayores las dimensiones del vidrio, mayor será la cantidad de profundidad estructural requerida.
Las variables de control que afectan el requisito de profundidad estructural son la dimensión del lado menor del vidrio y carga de viento máxima para los que está diseñado el sistema de Acristalamiento Estructural.
Cálculo de la profundidad estructural para la carga de viento y dimensión del vidrio
Profundidad estructural mínima (m) = dimensión lado menor vidrio (m) x carga viento (Pa) x 0.5/140,000 Pa
• La dimensión de lado menor del vidrio es la menor de las dos dimensiones del panel rectangular de vidrio. Por ejemplo, en un panel de vidrio de 1,5 m por 2,5 m, esta es 1,5 m.
• La carga de viento es la presión del viento máxima en Pascales para un periodo de retorno de 10 años, basado en EUROCODES y las normativas locales. El responsable del diseño proporcionará este valor a Dow Corning. 1 Pa = 1 N/m2
• 140.000 Pa (0,14 MPa) es la máxima Tensión de trabajo admisible tanto para Dow Corning® 993 como para Dow Corning® 895.
• La Tensión de trabajo admisible máxima se basa en el valor Ru,5 con un factor de seguridad de 6.
El valor Ru,5 es la probabilidad del 75% de que el 95% de la población tendrá una resistencia a la rotura por encima de dicho valor.
Dilatación térmica
El desplazamiento térmico diferencial entre el vidrio y el marco impondrá en la junta de sellado estructural un esfuerzo cortante a considerar en el diseño de la junta de Acristalamiento Estructural. La cantidad de desplazamiento diferencial dependerá del vidrio y del metal (aluminio o acero inoxidable), el cambio máximo de temperatura, y el diseño del sistema de Acristalamiento Estructural. Habrá un mayor desplazamiento si el marco de aluminio está expuesto al exterior.
Cálculo del espesor del cordón adhesivo para la dilatación térmica
Espesor de cordón adhesivo mínimo (m) = Dilatación térmica (m) x E Young (Pa)/ 3 x tensión máxima admisible en corte
• La dilatación térmica es la amplitud del movimiento térmico diferencial entre el vidrio y el marco.
• E Young es el módulo Young determinado por Dow Corning. Dow Corning 993 tiene un módulo Young de 1,4 MPa y Dow Corning 895 tiene un módulo Young de 0,9 MPa.
• La tensión máxima admisible en el corte depende del valor Ru,5 determinado en el esfuerzo cortante. En Dow Corning 993 este valor es de 105.000 Pa. Y en Dow Corning 895 el valor es de 140.000Pa.
Peso propio
En diseños de Acristalamiento Estructural sin soporte, el propio del panel recae sobre la junta de Silicona Estructural. Esto sucede normalmente se usa el Acristalamiento Estructural en vidrio monolítico.
Los Sellantes de Silicona para Acristalamiento Estructural Dow Corning aguantan el peso del vidrio siempre que las tensiones no excedan la Tensión de trabajo admisible para peso propio. Siempre que los componentes del marco horizontal sean tan rígidos como los verticales, Dow Corning tendrá en cuenta en el cálculo del peso propio tanto de los lados verticales del marco como de los horizontales o largos. Si los componentes del marco horizontal no son capaces de aguantar el vidrio bajo la carga del viento, sólo se considerarán los componentes del marco vertical en el cálculo.
Cálculo de la profundidad estructural para peso propio
Prof. Mín. (m) = 2.500 kg/m3
x 9,81 m/s2
x Espesor vidrio (m) x Dim. vidrio (m2)/[2 x Alto (m) + 2 x Ancho (m)] x Tensión de trabajo admisible en cizalladura
• 2.500 kg/ m3 es la masa específica del vidrio flotado correspondiente aproximadamente a 25.000 N/m3 de peso específico.
• 9,81 m/s2 es la aceleración de la gravedad
• La Tensión de trabajo admisible en cizalladura de Dow Corning® 993 es 11.000 Pa. La Tensión de trabajo admisible en cizalladura de Dow Corning® 895 es 7.000 Pa.
• Si los componentes horizontales del marco no sujetaran el vidrio bajo peso propio, considere sólo 2 x Alto (m) en el denominador de la operación.

28.11.12

TIPOS DE HORMIGÓN Y PROPIEDADES (III)

3 Hormigones especiales
3.1 Hormigones ligeros
Los hormigones ligeros son hormigones de densidades menores a las de los hormigones normales hechos con áridos comunes. La disminución de la densidad de estos hormigones se produce por una presencia de vacíos en el árido, en el mortero o entre las partículas de árido grueso. Esta presencia de vacíos ocasiona la disminución de la resistencia del Hormigón, por lo que muchas veces la resistencia no es la condición predominante para estos hormigones, y en otros casos se compensa.
En construcciones de Hormigón, el peso propio de la estructura representa una proporción importante en la carga total de la estructura por lo que reducir la densidad del mismo resulta muy beneficioso. Así se reduce la carga muerta, con la consiguiente reducción del tamaño de los distintos elementos estructurales, llegando a los cimientos y al suelo con menores cargas. El uso de Hormigones ligeros depende de las consideraciones económicas.
La densidad del hormigón endurecido a los 7 días de curado húmedo y 21 días de secado al aire, ambos en condiciones normalizadas de humedad y temperatura no será menor de 800 kg/m3 ni mayor de 2000 kg/m3. Su composición, elaboración, colocación y compactación serán tales que el hormigón endurecido tenga una estructura cerrada y masa compacta, libre de vacíos macroscópicos.
Ventajas y Desventajas:
a. Buen aislante térmico por su contenido de aire
b. Durable
c. No es altamente resistente a la abrasión
d. Es mas caro
e. El amasado, manejo y colado requiere más precauciones
f. Es apto en general para pretensados, cascarones, edificios de gran altura.
Clasificación de los Hormigones ligeros según su método de Producción:
a. Hormigón de Árido Ligero: Uso de áridos ligeros porosos de baja gravedad específica aparente.
b. Hormigón Aireado, celular, espumoso o gaseoso: Se introducen vacíos dentro del Hormigón que se distinguen de los huecos producidos por el arrastre de aire.
c. Hormigón sin finos: Se omite el árido de finos, por lo que gran número de vacíos intersticiales están presentes, los áridos gruesos son de peso específico normal.
Clasificación según el uso
a. Hormigón Ligero Estructural: Se clasifica en función de una resistencia mínima, una densidad en estado seco que generalmente no excede los 1840 kg/m³.
b. Hormigón usado en unidades de Mampostería
c. Hormigón aislante: Se clasifica en función de su coeficiente de conductividad térmica, que debe estar por debajo de los 0.3 J/m²/s ºC/m y su densidad es más baja que para los hormigones ligeros estructurales.
Piedra Pómez: de color claro, vidrio volcánico parecido a una espuma. No son débiles estructuralmente y proporcionan un hormigón con densidad de entre 700 a 1400 kg/m³.
Tienen características aislantes buenas pero gran contracción y absorción. Algunos áridos apropiados son
a. Escoria: es una roca vidriosa vesicular, parecida a las cenizas industriales. El hormigón que forma es similar al de la piedra pómez.
b. Cenizas Volcánicas:
Artificiales: Se clasifican de acuerdo al material base y al método de fabricación
a. Áridos producidos por aplicación de calor para expandir la pizarra, arcilla, esquisto, la pizarra diatomácea, perlita, obsidiana y vermiculita.
Arcilla, Pizarra y Esquistos: Se obtienen al calentar los materiales crudos en un horno giratorio (Temperatura entre 100 y 1200ºC. Una vez que se produce la expansión del material por la generación de gases que quedan atrapados en la masa del material). La estructura porosa lograda se retiene mediante el enfriamiento, de modo que la gravedad específica del material es menor a la inicial. La expansión también puede realizarse mediante un cable aglutinado. Tal que el material humedecido se lleva bajo quemadores y el calor va penetrando en forma gradual en toda la profundidad de la capa del material. Su viscosidad es tal que los gases expandidos quedan atrapados, luego se enfría y se lo comprime o se usa el material paletizado inicialmente.
El material paletizado produce partículas con una capa sobre el interior celular. Las partículas son casi esféricas y tienen una capa vidriosa semiimpermeable, por lo que tienen menor absorción de agua, son más fáciles de mezclar por lo que producen hormigones muy trabajables, pero resultan por supuesto más caros.
• Las arcillas y pizarras tienen una densidad de 650 a 900 kg/m³ para el caso del proceso mediante Cable aglutinado y de 300 a 650 kg/m³ cuando se hacen en el horno giratorio. Los hormigones que se obtienen tienen densidades entre 1400 a 1800 kg/m³. Tiene la ventaja de que se obtienen resistencias más elevadas que con cualquier otro árido ligero.
• La Perlita es una roca volcánica vidriosa. Cuando se calienta rápidamente entre 900 a 1100 ºC, se expande por la evolución del vapor y forma un material celular con densidades de entre 30 a 240 kg/m³. El Hormigón hecho con este material tiene resistencias muy bajas, alta contracción (por su bajo módulo de elasticidad)y es más que nada usado como aislante. El Hormigón es de secado rápido.
• La Vermiculita es un material con una estructura parecida a la de la mica.
Cuando se calienta a 650 a 1000 ºC, se expande varias veces (hasta 30 veces su volumen original) por la exfoliación de las laminillas. La densidad de la vermiculita es entre 60 a 130 kg/m³. El hormigón hecho con este material tiene una resistencia muy baja y muy alta contracción pero es un muy buen aislante.
A veces el material crudo se reduce al tamaño deseado antes de calentarlo, o puede triturarse una vez que se ha expandido.
a. Áridos obtenidos por procedimientos de enfriamiento especiales para proporcionar la expansión de la escoria de alto horno. La escoria expandida se puede producir por dos procedimientos.
Proceso de Surtidor de agua: En el primero se pone en contacto con la escoria fundida una pequeña cantidad controlada de agua en forma de rocío al ser descargada del horno en la producción de hierro. Se genera entonces vapor y este hincha a la escoria todavía plástica por lo que la escoria se endurece en forma porosa.
Proceso de Máquina: La escoria fundida se agita con una cantidad controlada de agua. El vapor queda atrapado y hay además formación de gases por reacciones entre los constituyentes de la escoria y el vapor de agua. Produce una densidad de entre 300 a 110 kg/m³ según los procesos de enfriamiento y del tamaño de las partículas y gradación. El Hormigón obtenido tiene densidades de 950 a 1750 kg/m³
b. Árido de escoria de hierro vítreo o ceniza: se obtiene de los residuos de hornos industriales de alta temperatura, fusionados o aglutinados en grumos. La escoria debe ser libre de variedades o elementos perjudiciales que puedan expandirse en el Hormigón, que ocasiona falta de solidez. Hay que tener en cuenta los contenidos de sulfatos solubles y los límites de pérdida de ignición sobre todo para hormigones exteriores. Generalmente no es recomendado para hormigones armados u hormigones que requieran durabilidades importantes.
Propiedades del Hormigón de Árido Ligeros
• Permiten que los rangos de densidades oscilen entre 300 a 1850 kg/m³
• Los rangos correspondientes de resistencia van entre 0.3 a 40 Mpa e incluso mayores
• Las resistencias más elevadas se obtienen con contenidos elevados de Cemento (500 kg/m³. Puede necesitarse hasta 70% más que con áridos normales.
• Todos los áridos ligeros producen hormigones totalmente diferentes entre si por lo que se requiere un cuidadoso control.
• Las propiedades del Hormigón además se ven afectadas por la graduación del árido, el contenido de cemento y la relación agua / cemento por lo que es difícil clasificar al Hº según el árido usado.
• La conductividad térmica está relacionada con la densidad
• Los áridos ligeros tienen mayor y más rápida absorción de agua
• Las mezclas son más ásperas, lo cual se puede disminuir con el arrastre de aire, reduciendo el requerimiento de agua. Generalmente los contenidos de aire totales por volumen son de 4 a 8% por 20 mm de tamaño máximo de árido, y de 5 a 9% por 10 mm de tamaño máximo.
• La trabajabilidad desminuye si se usan tanto áridos finos de peso ligero como áridos gruesos de peso ligero por lo que se recomienda usar áridos finos de peso normal y áridos gruesos de peso ligero (Hormigón semiligero). Generalmente estos hormigones requieren de 12 a 14% menos de agua de mezcla para lograr una misma trabajabilidad que uno ligero.
• La contracción por fraguado de un Hº semiligero es menor que la de un Hº ligero.
• Debe protegerse a las armaduras de corrosión por la profundidad de carbonatación que puede ser hasta el doble que para áridos normales, requieren mayores recubrimientos.
• En el caso de escoria vítrea de utilizarse acero este debe estar debidamente protegido.
• El movimiento de humedad (contracción por fraguado reversible) es mayor para Hormigones ligeros que para hormigones normales.
• Los coeficientes de expansión térmica son menores para áridos ligeros, esto produce disminución en las deformaciones por variaciones de temperatura, pero puede crear problemas cuando se trabaja con ambos tipos de árido.
• La resistencia al congelamiento y deshielo es mayor debido a la mayor porosidad del árido ligero, siempre que este no haya estado saturado.
• La resistencia al fuego es mayor por que los áridos ligeros son menos propensos a astillarse
Hormigón celular
Otra forma de obtener hormigones ligeros es mediante la incorporación de gas en la masa del mortero a los efectos de producir una estructura celular que con tenga vacíos entre 0.1 y 1 mm. La característica de estos vacíos es que su piel que debe resistir el mezclado y la compactación. El hormigón que resulta de este proceso se llama Celular, aunque no se lo debería llamar hormigón debido a que no hay árido grueso en él. Se pueden obtener de dos maneras:
• Hormigón Gaseoso: Mediante reacciones químicas que generan un gas en el mortero fresco de modo que la consistencia del mismo debe ser tal que permita que el gas se expanda pero no se escape. Por lo tanto se combinan la velocidad de evolución del gas, la consistencia y el tiempo de fraguado. El mas usado en este proceso es el polvo de aluminio, que se divide finamente en proporciones del orden del 0.2% de la masa de cemento, puede usarse además polvo de zinc, aleaciones de aluminio o peróxido de hidrógeno. Reacciona entonces el polvo activo con el hidróxido de calcio o los álcalis, y en esta reacción se liberan burbujas de hidrógeno.
• Hormigón Espumoso: Se produce por la adición de un agente espumoso (jabones de resina o proteínas hidrolizadas) a la mezcla. Se realiza el mezclado a alta velocidad y el agente incorporado estabiliza e introduce burbujas a la mezcla. A veces se incorpora directamente una espuma estable en una mezcladora común.
Puede hacerse sin arena para propósitos no estructurales como el aislamiento se obtienen densidades entre 200 a 300 kg/m³. Generalmente sus densidades oscilan entre 50 y 1100 kg/m³ para morteros hechos con arenas muy finas.
Principalmente se usa para depósitos de asilamiento de calor por su baja conductividad térmica y por sé incombustible. Estructuralmente se usa para bloques con curado en autoclave o elementos premoldeados. Se usa para pisos. Puede aserrarse, clavarse es bastante durable. Tiene alta absorción de agua pero el índice de penetración del agua es bajo porque no se llenan los poros más grandes. Tiene resistencia medianamente buena al congelamiento y puede usarse en la construcción de muros. En el caso de ser armado el acero puede ser corroído, por lo que necesita protección, estas generalmente implican un detrimento de la adherencia.
Hormigón sin Finos
Este hormigón se obtiene omitiendo el árido fino de la mezcla por lo que hay una aglomeración de partículas de árido grueso. Cada partícula se encuentra rodeada de la pasta de cemento en un espesor de 1.3 mm. Dentro del cuerpo existen grandes poros, esto produce resistencias menores, pero debido a que estos poros son importantes no hay movimiento capilar dentro del hormigón, y por lo tanto baja penetración de esta.
La densidad de estos áridos depende de la curva granulométrica del árido grueso que usemos, cuando se usan áridos de un mismo tamaño la resistencia disminuye 10% respecto a los áridos bien graduados del mismo peso específico. La condición es que ningún árido debe ser menor a los 5 mm. Deben evitarse los áridos con aristas angulosas porque puede producirse trituración local.
Este hormigón requiere muy poca compactación y solo se aplica vibración por periodos cortos, si no la pasta de cemento tiene a escaparse.
No tiene problemas de segregación por lo que puede ser lanzado de alturas significantes.
Su resistencia varía entre 1.4 y 14 Mpa, según sea su densidad.
En este tipo de Hormigones existe un valor óptimo para la relación agua cemento para cualquier árido. Si la relación a/c es mayor la pasta de cemento tenderá a drenarse de las partículas de árido y si fuera demasiado baja la pasta no sería lo suficientemente adhesiva y no se formaría la composición entre áridos y pasta. Generalmente la óptima está entre 0.38 y 0.52 dependiendo del contenido de cemento necesario para recubrir el árido.
2.12 Hormigones con fibras
El hormigón con fibras se define como un hormigón, hecho con cemento, que contiene áridos finos y gruesos y fibras discontinuas. Las fibras pueden ser naturales o artificiales que tienen como fin reforzar la masa del cemento incrementando la resistencia a la tensión ya que se retarda el crecimiento de las grietas y aumentar la dureza transmitiendo el esfuerzo a través de la sección agrietada. El refuerzo de fibras mejora la resistencia al impacto y la resistencia a la fatiga y disminuye la contracción por fraguado.
Las fibras que más se utilizan son de acero, de vidrio y de polipropileno y por otro lado las de Carbono y Aramida. Las propiedades son las que se muestran en la tabla a continuación:


Las cantidades usadas de fibra van entre el 1 al 5% por volumen, y sus propiedades deben ser bastante más altas que las de matriz. El flujo plástico de las fibras debe ser muy bajo para que no ocurran esfuerzos por relajación. El módulo de Poisson debe ser similar para que no ocurran esfuerzos laterales inducidos, que pudiera afectar la adherencia entre las superficies de contacto.
La longitud de la fibra debe ser mayor que el tamaño máximo de las partículas de árido.
La adherencia mejora en fibras de superficie rugosa, extremos agrandados.
La orientación de la fibra también influye siendo máximo el beneficio cuando la fibra es unidireccional y paralela al esfuerzo de tracción aplicado y es de menor influencia cuando se orientan al azar en tres dimensiones.
El mezclado de las fibras se realiza al final del proceso de amasado, Estos hormigones tienen menos docilidad que los hormigones tradicionales. Debe preverse una dispersión uniforme de las fibras y prevenirse una segregación o enredo de las fibras. Estos hormigones tienen mayores contenidos de cemento (de 300 a 500 kg/m³) y de árido fino como así también tamaños menores de árido grueso.
El hormigón con fibra de acero se usa también como hormigón proyectado.
El contenido de fibra generalmente está entre 1 al 3% en volumen y con el aumento de este se incrementan las propiedades mecánicas pero se perjudica la trabajabilidad. Por ejemplo la resistencia a flexión se incrementa de 2 a 3 veces respecto a la de un hormigón no reforzado, creciendo con la relación de forma de las fibras. La resistencia al impacto crece entre 4 a 6 veces respecto al hormigón normal.
Resultan muy caras, el 1% de árido de fibras de este tipo implica duplicar el costo del Hormigón aproximadamente.
Se usan para Pavimentos industriales, pistas de aeropuertos, elementos prefabricados, túneles evitando así la colocación de la malla electro soldada.
Son más vulnerables a la corrosión que el Hormigón armado convencional, aunque su comportamiento es muy bueno si no hay figuración. Cuando el ambiente es agresivo el hormigón tiende a fisurarse por lo que es imprescindible el uso de acero inoxidable.
En los hormigones con fibra de vidrio la longitud de este tipo es de hasta 40 mm y los contenidos usuales son de alrededor del 5%. Su mezclado es diferente al de las fibras de acero, por ejemplo cuando se trata de capas delgadas, las fibras en madeja se alimentan dentro de una pistola de aire comprimido que las corta y las rocío con la lechada de cemento.
Lo que se denomina colocación por proyección. La fibra de vidrio debe ser resistente al ataque de los álcalis del cemento. Son muy utilizadas en paneles de Fachadas más que nada con propósitos arquitectónicos o de revestimiento. También se usa para tabiques antifuego, muros antirruido y como encofrados perdidos.
En los hormigones con fibra de polipropileno las fibras son de polímeros, (plásticas) son también resistentes a los álcalis. El problema que tienen es que sus propiedades mecánicas son bajas (con módulos de elasticidad pequeños y adherencia reducida). Las longitudes de las fibras van entre 10 a 60 mm. Estas son agregadas en la hormigonera en cantidades de 1 a 3% del volumen.
Se usan mayormente como refuerzo de morteros, controlando la fisuración por retracción, para elementos prefabricados (mejoran la resistencia al impacto y al fraccionamiento de las piezas terminadas) y para Hormigones proyectados, en los que se producen menores pérdidas por rebote y se consiguen mayores espesores sin descuelgues de material.
2.13 Hormigones con polímeros
Los polímeros son cadenas de monómeros, que según su estructura química cuenta con diferentes propiedades y particularidades. Estos elementos tienen alto peso molecular.
Los polímeros pueden ser termoplásticos o termoestables. Los primeros cuentan con cadenas largas, lineales y paralelas que no se unen transversalmente y presentan propiedades evidentes ante cambios de Temperatura. Los termoestables tienen cadenas orientadas al azar que si se enlazan transversalmente y no muestran variación ante los cambios de temperatura. Estos materiales son químicamente inertes pero presentan el inconveniente de tener un módulo de Elasticidad bajo y un flujo plástico alto, además tienden a degradarse con el sol, agentes químicos, microorganismos, etc. Esto puede ser disminuido mediante el uso de antioxidantes y estabilizadores para reducir la oxidación y la degradación ultravioleta.
Los materiales más usados son las formulaciones epoxídicas, resinas acrílicas, poliéster, poliuretanos, etc. Se usan para producir tres tipos de compuestos: Hormigón – Polímero, Hormigón impregnado con polímero y Hormigón de cemento Pórtland polímero.
Hormigón impregnado con polímero se seca el horno común y se lo satura con un monómero, luego por radiación gama o por métodos térmicos se produce la polimerización. Esto se hace generando radicales libres.
Estos hormigones tienen resistencia a tracción compresión e impacto mayores, los módulos de elasticidad más altos u menor flujo plástico y contracción por secado. Tiene mayor resistencia a los ciclos de congelamiento y deshielo, y al ataque químico, esto se debe a que la porosidad y permeabilidad de estos hormigones son más bajas.
Presentan el problema de que su coeficiente de conductividad térmica es más elevado y que las propiedades se deterioran una vez que ha sido expuesto al fuego. Este tipo de Hormigones resulta de muy alto costo, aunque puede impregnarse parcialmente algunos miembros de la estructura.
Hormigón Polímero: se forma al polimerizar un monómero mezclado con árido a temperatura ambiente. Cuando se adiciona silano al sistema monómero este actúa como acoplador y mejora la adherencia en las superficies de contacto entre el polímero y el árido, así como la resistencia del compuesto. Lo más importante es cuidar que el árido que se use en este hormigón debe tener un contenido de humedad bajo y graduarse para ser trabajable. La forma de trabajarlo para el colado es similar al Hormigón común.
Algunos de estos son muy volátiles pudiendo producir mezclas explosivas por lo que hay que tener cuidado y trabajar con los elementos adecuados. Generalmente se usa en reparaciones rápidas, en la fabricación de muros precolados reforzados con fibra, en bloques, tubos de pared delgada etc. Hormigón de Cemento Portland Polímero: Se agrega al Hormigón fresco un polímero en forma de solución acuosa o un monómero que es polimerizado in situ. Se usan con un agente anti espumante para que no quede demasiado aire atrapado. Tiene mayor durabilidad y adhesión que los hormigones comunes. Tienen resistencias alta a la congelación y deshielo y a la abrasión y al impacto. El flujo plástico es mayor que en el hormigón común. Se usa para cubiertas para puentes, tableros, reparaciones
2.14 Hormigón proyectado
Son hormigones enviados a través de una manguera y proyectado neumáticamente a gran velocidad contra una superficie. La fuerza del chorro produce la compactación del material contra la superficie, y permite que el Hormigón permanezca en esa posición, incluso cuando las superficies son verticales. Se usa para secciones finas y ligeramente reforzadas como bóvedas o techos, cubiertas de túneles. Se usa para hacer reparaciones
de Hormigones normales deteriorados, estabilización de taludes de roca, etc.
El hormigón proyectado va adquiriendo espesor hasta 10 cm, por esto no se necesita
encofrado, pero por otro lado su contenido de cemento es más elevado y los
equipamientos y capacitación necesarios para realizar este tipo de trabajo son más caros
que en el Hormigón común.
Hay dos procesos para el proyectado, uno se mezclan el cemento y los áridos y son
llevados a una alimentadora mecánica donde la mezcla es transferida por un distribuidor a
velocidad conocida en una manguera que conduce a una boquilla, dentro de esta se
adapta un tubo perforado que incorpora el agua presurizada para mezclar con los otros
ingredientes, luego la mezcla es proyectada a gran velocidad.
En el proceso de vía húmeda, todos los elementos son mezclados, esta mezcla se
introduce en la cámara del equipo y desde allí es enviada mediante una bomba, esta se
inyecta en una boquilla donde neumáticamente se le da gran velocidad. Este proceso
permite mayor control del agua que se le coloca a la mezcla que se mide en la premezcla.
Pueden incorporarse aditivos y las condiciones de trabajo son mejores que para el caso
de la mezcla seca.
La consistencia del hormigón proyectado debe ser relativamente seca para que el material
se sostenga en cualquier posición, y debe estar lo suficientemente húmeda para lograr la compactación sin excesivo rebote. Generalmente las partículas gruesas tienden a rebotar, esto debe ser debidamente observado para que no se produzcan acumulaciones de material de rebote en posiciones que serán incorporadas a las capas siguientes. Los rangos de relaciones a/c son de 0.35 a 0.50 con poca exudación. Los tamaños máximos de áridos son de 15 mm para hormigón y de 8 mm para gunita. Es muy importante el curado de estos hormigones ya que el secado rápido se produce por la alta relación superficie/volumen. Se recomiendan las secciones poco armadas y las capas delgadas.
2.15 Hormigón pesado
Los hormigones pesados se utilizan como protección contra las radiaciones producidas en las plantas en base a energía nuclear. La obtención de estos queda condicionada al empleo de áridos bajo peso específico, para lo cual se obtienen normalmente de rocas mineralizadas o bien, aunque con menor frecuencia, se recurre a áridos constituidos por granalla o trozos metálicos.
Las variedades mas usadas para áridos provienen de los minerales de hierro, tales como la magnetita, la ilmenita y la hematita, cuyos pesos específicos oscilan entre 4.2 y 4.8 kg/dm3. Se utilizan también dentro de este tipo de áridos los provenientes de la barita, que proporciona áridos con pesos específicos comprendidos entre 4.0 y 4.4 kg/dm3.
También se obtienen a partir de trozos de barras de acero redondo, recortes de planchas de acero o granalla. Su peso específico es similar al del hierro, es decir 7.5 a 7.8 kg/dm3. Estos deben cumplir en líneas generales las mismas condiciones estipuladas para los áridos convencionales. Sin embargo, para su empleo debe tenerse en consideración que los áridos provenientes de minerales de hierro son muy fracturables debido a su construcción interna, por lo que están expuestos a variaciones de sus características durante su uso en obra, en especial de su granulometría y contenido de finos.
Los áridos obtenidos de deshechos metálicos presentan también algunas características de heterogeneidad, provenientes principalmente del estado de su superficie, la cual debe presentar algún grado de oxidación incipiente para favorecer la adherencia.
El principal uso de los hormigones pesados ha sido de escudo protector contra las radiaciones provenientes de energía nuclear. La capacitación de estas radiaciones depende del tipo de emisión que se trate, pudiendo indicarse que las ondas de corta longitud (rayos x, rayos gama) se necesitan la interposición de un elemento de la mayor densidad posible, para lo cual los hormigones pesados de cualquier tipo proveen una solución económica, al permitir disminuir el espesor de la pantalla de protección. En cambio, las partículas atómicas, como son los neutrones, requiere, además, la presencia de un alto contenido de átomos de hidrogeno en la pantalla, condición que es bien cumplida por los hormigones pesados provenientes de áridos de minerales de hierro hidratado, con un gran contenido de agua de cristalización y hormigones preparados con la mayor dosis de agua posible. Además son utilizados en las fundaciones de elementos de excesiva esbeltez evitando el pandeo. Se puede aprovechar en el acopio como base para materiales de mucho peso.

27.11.12

TIPOS DE HORMIGÓN Y PROPIEDADES (II)

2.2 Hormigones según el tipo de armado
Además de la clasificación en función del modo de fabricación cabe clasificar al hormigón en función de su tipo de armado. Desde este punto de vista, caben dos tipos básicos: El hormigón armado y el hormigón pretensado. Éste último se divide, a su vez, en dos tipos de armaduras adherentes o de armaduras no adherentes. A ambos se suma el hormigón en masa, utilizado en grandes macizos donde predomina la necesidad de masa antes de otras características.
2.3 Hormigones según el tipo de propiedad adicional
A la tradicional composición del hormigón de cemento, agua y áridos, se le añadieron en los años ochenta las adiciones resultantes de determinados procesos industriales. Pero este cambio no produjo efectos importantes sobre el hormigón mismo. Al contrario, en sus primeros usos, produjo hormigones poco durables por la alegre sustitución de cemento por ceniza traspasando umbrales de seguridad al respecto.
Sin embargo, la paulatina utilización de polímeros como aditivos mientras el hormigón fue una tarea de la obra y la rápida difusión cuando el hormigón se convirtió en un sector industrial especializado, sí ha provocado un cambio notable en el catálogo de hormigones.
Como resultado se puede hablar de hormigones ligeros, hormigones reforzados por fibras y hormigones autocompactables. Además de una larga lista de aplicaciones secundarias como material de rehabilitación.
2.4 Hormigones según el carácter de los materiales
En la fabricación de hormigón ya se había empleado residuos de procesos industriales, tales como las cenizas volantes o el humo de sílice. Es decir se fabricaba hormigón con connotaciones medioambientales. Pero la influencia de las políticas medioambientales está surtiendo efecto en estos momentos con el empleo de áridos reciclados. Es decir con el empleo de áridos procedentes de hormigones previamente demolidos.
2.5 Hormigones elaborados en obra


Arriba una instalación de obra completa, que si cumple determinadas condiciones puede considerarse una central y a la derecha una hormigonera elemental de 100 litro de hormigón. Las primera es una tipo muy utilizado en obras de cierta envergadura en las que se presume un consumo alto de hormigón y, La segunda es un tipo que, afortunadamente, está en vías de desaparición, incluso para la fabricación de morteros.
Entre ambas se sitúan un amplia gama de instalaciones que permiten controlar con mayor o menor rigor la dosificación del hormigón, última causa de que el hormigón alcance o no las características buscadas. En especial, ha sido, tradicionalmente, muy complicado conseguir que las instalaciones de obra controlasen la cantidad de agua añadida, dado que los dosificadores, cuando existían eran corregidos en función de las exigencias de los operarios que estaban colocando el hormigón en los encofrados. Provocando así una modificación de la dosificación que alteraba la relación agua/cemento y, con ella características tan importantes como la resistencia o la durabilidad. Las instalaciones más primitivas para fabricar hormigón deben ser sustituidas por formas más seguras de garantizar las características del hormigón fresco.
2.6 Hormigones elaborados en central
El hormigón preparado en central no tiene como rasgo distintivo la condición de central (instalación que cumple las condiciones del artículo 69 de la EHE), puesto que también puede ser central una instalación de obra, sino la de estar dosificado en instalaciones externas a la obra desde las que se expide a cada tajo. Es decir, una central puede no producir hormigón preparado pero el hormigón preparado debe ser fabricado en central.
El hormigón preparado, una vez dosificado, es colocado en diversos grados de mezclado en las cubas – hormigoneras en las que, al tiempo que son transportado a la obra se termina de mezclar para llegar listos para el empleo en la obra.
En la fotografía se puede comprobar como un camión recibe una carga de hormigón para su transporte. Las cubas de los camiones tienen una capacidad comprendida (hoy en día) entre 6 y 10 m3.


2.7 Hormigón prefabricado
La próxima revolución del hormigón está relacionada con el hormigón prefabricado. Todavía no ha alcanzado gran presencia en las obras de edificación de viviendas pero sí en las obras de edificación industrial.
En la fotografía se pueden observar los paneles de hormigón prefabricado utilizados para la fachada de un edificio industrial.


2.8 Hormigón armado
El hormigón armado es el resultado de combinar debidamente hormigón fresco y armaduras pasivas de acero para producir un elemento que resiste acciones que provocan tensiones de compresión y de tracción. Estos elementos se consiguen tanto en obra como en factorías (prefabricados).
En la fotografía se observa el vertido de hormigón sobre las armaduras pasivas dispuestas para componer un elemento superficial de hormigón armado. El dispositivo en primer plano es un vibrador que permite la compactación del hormigón fresco. El hormigón armado se caracteriza porque sus armaduras (pasivas) no están sometidas a tensiones hasta que la pieza recibe las acciones previstas.


2.9 Hormigón pretensado
La característica distintiva del hormigón pretensado es que sus armaduras (activas) están sometidas a tensiones antes de que la pieza de la que forman forma esté sometida a las acciones previstas. Desde este punto de vista existe el hormigón de armaduras pretesas y postesas. En el primero las armaduras son tesadas (objeto de tensiones de tracción) antes del hormigonado de la pieza (pretesado de armaduras). En el segundo las armaduras son tesadas después del hormigonado de la pieza.
En el primer caso la transferencia de tensiones al hormigón se produce por contacto directo entre las armaduras y el hormigón endurecido al proceder al corte de las armaduras.
En el caso de pretensado no adherente se procede introduciendo las armaduras a través de las vainas previstas antes del hormigonado y tesando las armaduras con posterioridad (postesado). En este caso, la transferencia de tensiones de las armaduras al hormigón se produce cortando las armaduras acuñadas en los extremos, pues no hay contacto entre éstas y el hormigón a lo largo de la pieza.


26.11.12

TIPOS DE HORMIGÓN Y PROPIEDADES

1 Propiedades del hormigón
Desde su invención en el siglo XIX se ha convertido en el material estructural más utilizado. Su evolución desde las primeras construcciones empíricas con grandes errores de diseño hasta las actuales tipos especializados para cada aplicación ha transcurrido un siglo largo que lo ha consolidado como un material de altas prestaciones. Esta evolución es el resultado de las investigaciones llevadas a cabo en los planos químicos, físicos, mecánicos y estéticos. Su comportamiento al fuego los convierte en el material estructural más seguro antes ese tipo de siniestro. El conocimiento de sus debilidades permite elaborar estructuras seguras y duraderas. Piénsese que la estructuras de hormigón construidas en los años cincuenta están en pleno uso sin señales de deterioro. Por lo que cabe pensar que los nuevos conocimientos en materia de durabilidad permitirán construir estructuras de hormigón relativamente baratas con una vida útil superior a los 150 años.
Una duración que supera la que el dinamismo de las ciudades actuales necesita, dado los rápidos cambios de necesidades por el desarrollo poblacional.
<1.1 Propiedades generales
El hormigón presenta dos estados fundamentales desde el puntos de vista práctico. El estado fresco o plástico en el que admite ser manipulado para su adaptación a los encofrados previstos y el estado endurecido en el que ha adquirido una rigidez tal que impide su manipulación sin producir fracturas visibles o no irreversibles. Estos estados son sinónimos de las fase de colocación en obra y de uso.
1.1.1 Propiedades del hormigón fresco
El hormigón fresco es el producto inmediato del amasado de sus componentes. Desde el primer momento se están produciendo en su masa reacciones químicas que condicionan sus características finales como material endurecido. Reacciones que se prolongan sustancialmente hasta un años después de su amasado. El hormigón fresco es un masa heterogénea de fases sólidas, líquidas y gaseosas que se distribuyen en igual proporción si está bien amasado.
Las propiedades fundamentales de este estado del hormigón son las siguientes:
􀂃 Consistencia
􀂃 Docilidad
􀂃 Homogeneidad
􀂃 Masa específica
Consistencia: Es la capacidad del hormigón fresco de deformarse. Principalmente se mide mediante el descenso en centímetros en el ensayo del cono de Abrams.
Docilidad: Es sinónimo de trabajabilidad del hormigón fresco. Es su capacidad de ser puesto en su lugar de destino con los medios de compactación de que se dispone. Principalmente se mide mediante el descenso en centímetros en el ensayo del cono de Abrams.
Homogeneidad: Es la cualidad de distribución por toda la masa de todos los componentes del hormigón en las mismas proporciones. A la cualidad de homogeneidad se opone el defecto de la segregación o decantación. Se mide por la masa específica de porciones de hormigón fresco separadas entre sí.
Masa específica: Es la relación entre la masa del hormigón fresco y el volumen ocupado.
Puede medirse con el hormigón compactado o sin compactar. La densidad del hormigón fresco compactado es una medida del grado de eficacia del método de compactación empleado. Se mide en kg/m3
Tiempo abierto: Es el período de tiempo que transcurre entre el amasado del hormigón y el principio del fraguado. Es una propiedad muy importante pues es en el que se puede manipular el hormigón sin merma de sus características.
1.1.2 Propiedades del hormigón endurecido
El carácter de hormigón endurecido lo adquiere el hormigón a partir del final de fraguado.
El hormigón endurecido se compone del árido, la pasta de cemento endurecido (que incluye el agua que ha reaccionado con los compuestos del cemento) y las red de poros abiertos o cerrados resultado de la evaporación del agua sobrante, el aire ocluido (natural o provocado por un aditivo). Las propiedades del hormigón endurecido son:
La densidad: Es la relación de la masa del hormigón y el volumen ocupado. Para un hormigón bien compactado de áridos normales oscila entre 2300- 2500 kg/m3. En caso de utilizarse áridos ligeros la densidad oscila entre 1000-1300 kg/m3. Y en caso de utilizarse áridos pesado la densidad oscila entre 3000-3500 kg/m3.
Compacidad: Es la cualidad de tener la máxima densidad que los materiales empleados permiten. Un hormigón de alta compacidad es la mejor protección contra el acceso de sustancias perjudiciales.
Permeabilidad: Es el grado en que un hormigón es accesible a los líquidos o a los gases.
El factor que más influye en esta propiedad es la relación entre la cantidad de agua añadida y de cemento en el hormigón (a/c). Cuanto mayor es esta relación mayor es la permeabilidad y por tanto más expuesto el hormigón a potenciales agresiones.
Resistencia: El hormigón endurecido presenta resistencia a las acciones de compresión, tracción y desgaste. La principal es la resistencia a compresión que lo convierte en el importante material que es. Se mide en Mpa (Megapascales) y llegan hasta 50 Mpa en hormigones normales y 100 Mpa. en hormigones de alta resistencia. La resistencia a tracción es mucho más pequeña pero tiene gran importancia en determinadas aplicaciones. La resistencia a desgaste, de gran interés en los pavimentos se consigue utilizando áridos muy resistentes y relaciones agua cemento muy bajas.
Dureza: Es una propiedad superficial que en el hormigón se modifica con el paso del tiempo debido al fenómeno de carbonatación. Un método de medirla es con el índice de rebote que proporciona el esclerómetro Smichtd.
Retracción: Es el fenómeno de acortamiento del hormigón debido a la evaporación progresiva del agua absorbida que forma meniscos en la periferia de la pasta de cemento, y el agua capilar. Es el agua menos fijada en los procesos de hidratación. Además en el hormigón endurecido está presente el agua en distintos estados:
􀂃 Agua combinada químicamente o de cristalización
􀂃 Agua de gel
􀂃 Agua zeolítica o intercristalina
2 Tipos de Hormigón
Hace unos años hablar de hormigón evocaba una instalación sencilla en una obra donde se fabricaba el material de acuerdo a las indicaciones de la dirección facultativa o siguiendo recetas simples tales como 1:2:3 (proporciones de cemento, arena y grava). Hoy en día cabe hacer varios grupos de tipologías de hormigón desde otros tantos puntos de vista:
2.1 Tipos por propiedades
2.1.1 Tipos generales

Básicamente hay dos tipos de hormigón: El hormigón en masa y el hormigón estructural. Éste último es resultado de la inclusión en su masa de barras o alambres de acero para compensar la baja resistencia del hormigón a tracción. Cuando el hormigón es reforzado por armaduras pasivas se llama hormigón armado y cuando es reforzado por armaduras activas se llama hormigón pretensado. Son armaduras pasivas las sufren tensiones cuando se carga el elemento de hormigón al que refuerzan. Y se llaman activas cuando sufren tensiones antes de que el elemento sea cargado.
Las armaduras activas pueden ponerse en tensión antes o después del vertido y endurecimiento del hormigón. Si lo son antes al hormigón resultante se le denomina hormigón pretensado con armaduras postesas. Sin lo son después se denomina hormigón pretensado con armaduras pretesas. Este último se denomina también hormigón pretensado de armaduras adherentes.
El término «tensión» significa esfuerzos unitarios, que pueden ser tanto de tracción como de compresión. Sin embargo, le término «teso» implica una tensión de tracción.
2.1.2 Tipos de hormigón por la resistencia
La EHE establece una serie de valores nominales para la resistencia del hormigón:
Tabla 1
CLASE DE RESISTENCIA N/mm2
20 - 25 - 30 - 35 - 40 - 45 - 50
El valor de 20 N/mm2 está reservado al hormigón en masa. No puede emplearse para otros hormigones Cuando la EHE habla de resistencia tipificada está refiriéndose a un valor característico, o sea, aquel que debe ser igualado o superado por el 95 % de los valores potenciales en la obra. Los comentarios de la Comisión Permanente al apartado 30.2 de la EHE, alude a los valores inferiores al valor característico especificado como «fracciones defectuosas». Esta calificación olvida, quizás que el valor característico es convencional y que se podría haber tomado con igual resultado un valor asociado al cuantil 10 ó 20 %. Los valores inferiores al valor característico no son defectuosos, sino propios de la amasada. Su «inexistencia» sería una contradicción tan grave que «habría que buscarlos», del mismo modo que habría que hacerlo cuando al quitar el último vagón de un convoy observáramos perplejo que «ya no había último vagón».
La EHE cuando habla de un valor concreto de resistencia está refiriéndose a los obtenidos como media de un mínimo de dos determinaciones experimentales con probetas cilíndricas de 15 cm de diámetro y 30 cm de altura elaboradas de acuerdo con UNE 83301:91 y ensayadas a compresión de acuerdo con UNE 83304:84.
2.1.3 Tipos de hormigón por el endurecimiento
La EHE clasifica a los hormigones por la rapidez relativa de su endurecimiento en función del tipo de hormigón utilizado para su elaboración y la relación agua/cemento.


NN...--- Hormigón de endurecimiento normal
RR...--- Hormigón de endurecimiento rápido
2.1.4 Tipos de hormigón por la docilidad
La EHE mantiene los dos modos de tipificar la docilidad, por consistencia y por asiento.
En esto no cambia respecto de la EHE-91. Tanto la consistencia como el asiento especificados se comprueban experimentalmente con el método del la norma UNE 83313:90. El asiento tiene un rango de 0-12 centímetros.


Tanto para la consistencia como para el asiento se proporcionan tolerancias que permiten tomar decisiones en el control.


Aun que el asiento se presente como un intervalo la expresión «entre» avisa de que el asiento se especifica con un solo valor en cm. Esta es la razón de que en la tabla 6.6.1.3.c el intervalo no se pueda definir y quede pendiente de conocer el valor de «A». La consistencia, por el contrario, se especifica como un intervalo y, al hacerlo como «blanda», por ejemplo, se está queriendo decir «entre 6 y 9 cm.