Introducción.
En este nuevo artículo, vamos a analizar a fondo, el elemento constructivo más importante y más utilizado de las últimas décadas. Es protagonista tanto en pequeñas y medianas construcciones, como en grandes estructuras de todo tipo y edificios de referencia a nivel mundial. Hoy vamos a hablar de:
EL HORMIGÓN
Las utilidades del hormigón son totalmente infinitas. Para finales del siglo XX ya era el material más utilizado en la construcción.
Para ayudarme en el proceso explicativo, tengo la inestimable ayuda de un experto en la materia que ha dedicado toda su vida a la fabricación del hormigón. Durante su dilatada experiencia, ha visto cómo ha evolucionado esta mezcla; sus incontables fórmulas ( siempre cambiantes) y nuevos aditivos, gracias a las constantes investigaciones de los técnicos, químicos y analíticos del hormigón.
Hoy tenemos el placer de entrevistar a Óscar Mindegia Bidegain. Es el plantista de Hormigones del Baztan S.L. y sabe de lo que habla.
Pero antes de empezar con la entrevista vamos a darle cuatro pinceladas al tema que vamos a abordar:
El hormigón es un material compuesto empleado en la construcción, formado esencialmente por un aglomerante ( cemento) al que se añaden áridos, agua y aditivos específicos.
El cemento ( silicato cálcico hidratado) es un material pulverulento que por sí solo no es aglomerante; pero mezclado con agua, al hidratarse se convierte en una pasta moldeable con propiedades adherentes, que en pocas horas se endurece, convirtiéndose en un material de consistencia pétrea.
Los materiales principales del hormigón son: Cemento, arena, grava y agua.
Para fabricar esta masa a grandes rasgos, se mezclan los elementos en la siguiente proporción:
• 1 parte de cemento.
• 0,6 partes de agua.
• 2 partes de arena.
• 5 partes de grava.
Iremos variando estas proporciones según la consistencia y según la resistencia que le queramos dar al hormigón.
El cemento absorbe el agua por un proceso químico llamado hidratación, formando la masa que liga la arena y la grava. Cuando se evapora el agua sobrante del hormigón fresco y este va fraguando por dicho proceso químico, se endurece y adquiere la forma que le hayamos querido dar.
Debemos compactar el hormigón para eliminar el aire retenido cuando realizamos el vertido. Esta operación se suele ejecutar mediante un vibrador mecánico.
Cuando hace calor, el hormigón se seca rápidamente. Se puede contraer y pueden aparecer grietas. Por eso es conveniente controlar el ritmo de fraguado y retener el agua para que el hormigón esté hidratado. Para este fin, se suele pulverizar una composición química que forma una película en toda la superficie del hormigón, protegiéndolo de la rápida evaporación del agua y así, ralentizando el fraguado. Esto se puede conseguir también, simplemente regando la superficie suavemente con agua.
La principal característica estructural del hormigón es su notable resistencia a los esfuerzos de compresión, pero no tiene buen comportamiento frente a otros tipos de esfuerzos. Por este motivo es común que se arme el hormigón, con un entramado de varillas de acero, creando el hormigón armado. De esta manera su comportamiento frente a los esfuerzos mejora sustancialmente.
Para dar forma a nuestras construcciones utilizamos los encofrados. Son moldes de madera, metálicos o de materiales ligeros para contener el hormigón fresco durante el vertido. Tenemos infinidad de tipos de encofrados y en un futuro artículo los voy a enumerar y repasar. Si quieres una introducción al tema tienes en esta web el artículo de ¿CÓMO ENCOFRAR? FILOSOFÍA, TÉCNICAS Y TRUCOS. Que te enseña unas bases para aprender sobre el encofrado.
El hormigón es un material muy pesado; la densidad del hormigón convencional ronda los 2400 kg/ m³.
Historia
Los primeros rastros del hormigón se remontan al antiguo Egipto; utilizaban diversas mezclas de masa con yesos y calizas para unir las piezas de sillería. También en la antigua Grecia hacia el año 500 a. C. Mezclaban compuestos de caliza calcinada con agua y arena, añadiendo piedra triturada, tejas rotas o ladrillos, formando el compuesto del que estamos hablando.
Los romanos empleaban cenizas volcánicas que al combinarse con la cal daban como resultado el cemento puzolanico ( obtenido en Pozzuoli, cerca del Vesubio) creando importantes construcciones gracias a la combinación con trozos de cerámica y materiales de baja densidad.
Estas son las primeras referencias que existen sobre el cemento y el hormigón.
A partir de aquí, no tenemos mucha información hasta el siglo XIII, que fue cuando el hormigón recobró protagonismo en Inglaterra. Lo utilizaron para los cimientos de algunas importantes edificaciones.
Después durante el Renacimiento su utilización y empleo fue muy residual.
En el siglo XVIII construyeron por tercera vez un faro en el acantilado de Edystone, empleando piedras unidas con un mortero de cal calcinada para conformar una construcción monolítica que soportara la constante acción de las olas; la cimentación aún perdura a día de hoy.
En 1824 se patentó el cemento Portland, obtenido de caliza arcillosa y carbón calcinados a altas temperaturas.
A partir de este momento la progresión, avances y mejoras fueron constantes, gracias a las investigaciones y pruebas sobre el hormigón armado.
Durante décadas se ha ido construyendo muchísimo, utilizando el hormigón armado como protagonista.
Hemos llegado al punto al que a día de hoy, el hormigón armado estructural es el método constructivo más utilizado nivel mundial.
Puentes, túneles, embalses y los edificios más altos del mundo poseen estructuras de hormigón y acero; un ejemplo, el Burj Khalifa de Dubái ( 818 metros, 2009).
(Fuente: Wikipedia, libros sobre construcción y experiencia personal).
Después de esta introducción, vamos a ver muchísimas curiosidades de interés que vamos a aprender sobre el hormigón.
Entrevista:
• Hola Óscar, bienvenido a santibelarra.com, ya sabes que ésta es tu casa ¿Qué tal estás?
Hola Santi, bien, gracias.
• Si me lo permites, voy a hacerte un par de preguntas sobre tu vida laboral. ¿Cuántos años llevas en el mundo del hormigón?
Bueno, en el mundo del hormigón 35 años, en la planta de hormigón cerca de los 30…
• ¡Uauhhh! Qué barbaridad. Ya ha llovido desde entonces. Seguimos. ¿Cuál es el mayor cambio o evolución a lo largo de este tiempo a la hora de fabricar hormigón? ¿La modernización, mecánica y electrónica? ¿ Alguna otra cosa?
Cambios ha habido muchos tanto en mecánica como en electrónica, por ejemplo, antes el funcionamiento de la planta era analógico, ahora es digital por lo que es mucho más preciso.
Se ha avanzado mucho en la creación de NORMAS específicas para los diferentes tipos de hormigón según sea su aplicación.
• Entendido. ¿ Cuáles son esas normas? O, ¿ Qué tipos de hormigón tenemos a día de hoy ( septiembre de 2021) en el mercado?
En el mercado, lo que yo trabajo, está englobado prácticamente en 3 bloques: hormigones por dosificación , hormigón estructural según norma EHE (es el que habitualmente se trabaja) y hormigón para pavimentación.
• Así, un poco por encima; ¿ Qué fórmulas existen en la fabricación y qué quieren decir?
Aquí podemos explicar los 3 bloques anteriores:
HORMIGÓN POR DOSIFICACIÓN, es el que el cliente pide la dosificación de cemento (D-200, D-250, D-300, D-350, D-400)
HORMIGÓN ESTRUCTURAL SEGÚN NORMA EHE, aquí se diferencian 3 tipos distintos que son hormigones armados HA, hormigones en masa HM y hormigones pretensados HP y dentro de cada tipo hay variedad.
HORMIGONES PARA PAVIMENTACIÓN, que son los HF-3.5, HF-4.0…
• Ok. ¿De qué resistencias se puede fabricar el hormigón?
Normalmente desde 100 hasta 350.
• ¿ Con qué tipos de cemento trabajáis?
CEM 42,5 , CEM 52,5 , CEM antisulfatos SR.
• ¿Qué tipos de árido se utilizan?
Normalmente calizos; ofíticos y canto rodado alguna vez.
• ¿Qué tipos de fibras existen para reforzar el hormigón?
Fibras que se usan en el hormigón estándar son :
Fibra de acero ( hay que dosificar a partir de 40 kg. por metro cúbico para que haga efecto y entonces pierde mucha trabajabilidad).
Fibra de vidrio (hay que dosificar menos cantidad pero su manipulación es más trabajosa).
Fibra de polipropileno ( es la más utilizada por ser la que mejor trabajabilidad tiene).
•¿ Para qué tipos de ambientes se fabrica?
I – No agresiva.
II – Normal.
III – Marina.
IV – Con cloruros de origen diferente al medio marino.
H – Heladas sin sales fundentes.
Q – Químicamente agresivo.
F – Heladas y sales fundentes.
• No sabía que existiese tanta variedad.. ¿ Qué clases de aditivos existen y para qué son?
Para los hormigones estándar utilizamos:
Plastificantes y superplastificantes, que al ser reductores de agua, conseguimos una mejor relación agua-cemento.
Acelerantes y retardantes, como su nombre indica para acelerar y retardar el fraguado.
Hidrófugos, para impermeabilizar.
Aireantes, inyecta unas microburbujas de aire y uno de sus usos es en alta montaña para tener un mejor efecto hielo-deshielo.
• ¡Hay aditivos para todo!
¿ Para qué horizonte temporal estamos construyendo o cuánto tiempo van a aguantar nuestras construcciones?
Depende del tipo de estructura, la EHE-08 en su artículo 5 indica:
•¿Qué nos cuentan las probetas?¿ Qué tipos de probetas se hacen y para qué sirven?
Las probetas nos cuentan el estado de la resistencia del hormigón y sirven para controlar ésta.
Para el control de resistencia a compresión del hormigón se utilizan probetas cilíndricas de Ø 150 mm. y altura 300 mm. También se pueden utilizar probetas cúbicas de 50 o 100 mm. de lado, aplicando coeficientes de conversión por la esbeltez.
Para el control de la resistencia a flexotracción se utilizan probetas prismáticas de 150 x 150 x 160 mm.
Para el control de la tracción indirecta se utilizan probetas cilíndricas de Ø 150 mm y altura 300 mm.
• ¿ Qué tipos de fuerzas soporta el hormigón?
El hormigón soporta principalmente fuerzas a compresión, teniendo una resistencia que suele oscilar por lo general de 20 a 50 MPa, aunque se pueden alcanzar los 200 MPa. (O Megapaskal, se define como la capacidad para soportar una carga por unidad de área, y se expresa en términos de esfuerzo, generalmente en kg/cm2, MPa y con alguna frecuencia en libras por pulgada cuadrada; psi.)
Las resistencias a la tracción (unas 10 veces menor que a compresión) o flexotracción (del orden de 7 veces menos que a compresión) son pequeñas.
• ¿ Cuáles son las fases de secado del hormigón? ¿Dicen que en tres días se seca el 50% de todo el proceso de fraguado, es verdad?
El proceso de hidratación del hormigón es continuo desde que el cemento entra en contacto con el agua, pero se distingue el fraguado (fase inicial en el cual el hormigón pasa de fluido a sólido) y endurecimiento, en el cual el hormigón va ganando resistencia.
La velocidad del endurecimiento depende de la formulación del hormigón (tipo de cemento, relación agua/cemento y aditivos empleados) y de la temperatura de éste (a mayor temperatura más rápido alcanza las resistencias el hormigón).
En hormigones para sostenimiento de túneles o para trepas de pilares, se buscan resistencias rápidas y se le exige al hormigón resistencias del orden de 10 Mpa a las 10 horas.
En hormigones para presas, se exige bajo calor de hidratación con lo cual las resistencias tardan mucho más tiempo en alcanzarse.
En un hormigón típico de aquí de HA-25, a 3 días suele alcanzarse aproximadamente 2/3 de la resistencia y a 7 días prácticamente la resistencia requerida. A partir de aquí sigue ganando resistencia hasta los 100 años de edad. A partir de los 100 años normalmente, la resistencia empieza a bajar.
• ¿Podrías decirnos, para qué son apropiados los diferentes tipos de hormigón?
HA (Hormigones armados) – placas, columnas.
HM (Hormigones en masa) – soleras.
HF (Hormigones a flexotracción) – pavimentos, pistas, plazas de aparcamiento.
• ¿ Podrías darnos unas recomendaciones para echar el hormigón correctamente?
Se pueden sugerir muchísimas recomendaciones, pero:
Es muy importante una temperatura ambiente adecuada (entre 5 y 30 grados) ya que con temperaturas bajas retrasa mucho el fraguado y con altas tiene mucha absorción de agua siendo este el mayor enemigo del hormigón.
Hay que tener cuidado con la altura a la que se proyecta para evitar disgregaciones y movimientos de las armaduras.
Tampoco es bueno excederse con superfluidificantes para que no se disgregue el hormigón.
• Para ir acabando, ¿ Qué tipos de hormigones especiales existen y para qué se utilizan?
Dentro de los especiales los que hemos fabricado son:
Hormigón ligero con arlita para aligerar el peso de las estructuras.
Hormigón poroso que permiten la permeabilidad del agua. (Depósitos,…)
Hormigón coloreado, normalmente ornamentales. (Parques, jardines, carril bici).
Hormigón autocompactante que se usa para sitios de difícil acceso para el hormigón siendo complicada su vibración.
Gunita, hormigón normalmente con áridos finos y una dosificación alta de cemento ( Para sellado de túneles y taludes).
Hormigón de alta resistencia inicial que tienen una relación agua cemento muy baja conseguida con superfluidificantes permitiendo el desencofrado rápido para seguir avanzando (Carretones de túneles, puentes, estructuras apuntaladas).
En este último ( hormigón de alta resistencia inicial) las probetas tienen una función muy importante rompiéndose a las 10 horas para asegurar el rendimiento que se quiere obtener y seguir avanzando en la ejecución de la obra.
• A nivel de empresa, ¿ En qué dirías que se diferencia la planta de Hormigones del Baztán respecto a otras?
Hormigones del Baztan S.L. es una empresa muy estricta con el cumplimento de la normativa y el control de la materia prima ( áridos, cementos, …).
Todos los hormigones están amasados previamente antes del transporte.
También considera muy importante el conocimiento del producto por parte de los transportistas para su correcta manipulación.
• Ahora para ir redondeando la entrevista, voy a tocar un tema que nos concierne a todos; ¿ Qué pasos y compromisos está tomando la industria cementera y toda la industria del hormigón para mitigar la contaminación y que el hormigón se vaya convirtiendo en un material más respetuoso con el medio ambiente?¿ Y como empresa a nivel particular, estáis tomando medidas en este sentido? ¿Cuáles son?
Sin ser un experto en el tema, desde mi conocimiento el hormigón como tal, terminado, no es un producto contaminante, eso sí, la extracción de las materias primas contamina como cualquier industria, para lo cual, existen sus legislaciones que están muy vigiladas.
Restauración de canteras para áridos, optimización del transporte, combustión de residuos para cementeras, las moliendas tienden a nuevos sistemas de trituración con menores motores pero más productivos y eficientes….
En cuanto a las plantas de hormigón disponemos de filtros para la manipulación del cemento y recicladores para separar los hormigones sobrantes y la limpieza de cubas y amasadora. El agua se reutiliza y los áridos también.
Se están fabricando también, hormigones con material de derribo que se utilizan para hormigones de limpieza.
• Qué bien, Óscar. En mi opinión, fabricáis uno de los mejores hormigones que he utilizado. Su trabajabilidad es muy buena y se manipula fácilmente, haces lo que quieras y en los acabados se nota. Por eso estás hoy aquí y quería darlo a conocer.¿ Algo más que añadir?
Darte las gracias por valorar y hacer visible este trabajo que hacemos.
Gracias, Óscar Mindegia Bidegain y a Hormigones del Baztan S.L. por aclararnos todas estas dudas y ayudarnos a fomentar la cultura en la construcción.
Muchísimas gracias.
Para acabar.
Nuestras siguientes generaciones verán cuánto tiempo van a aguantar las edificaciones y construcciones de hoy.
Cuando pase ésto, habrá un tiempo en que la demolición y reciclaje del hierro y del hormigón serán totalmente cruciales por todo lo que se está construyendo ahora y lo que se construyó durante los años anteriores al boom inmobiliario de 2008; para así poder reciclar, reutilizar y reconstruir un futuro más sostenible de esas siguientes generaciones.
Porque también, grandes desafíos o retos medioambientales son los que enfrentan al futuro del hormigón.
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Claves:
• El hormigón es el material fabricado por el hombre más utilizado en el planeta. Cada año se emplean en el mundo más de diez mil millones de metros cúbicos. Es el responsable del cinco por ciento de las emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera.
• El equilibrio entre la producción de cemento como elemento principal constructivo y la optimización de los recursos energéticos para su fabricación y su sostenibilidad mediante energías renovables.
• El impacto en el paisaje; ¿ Qué es lo que se construye y para qué? Equilibrio entre el uso- utilidad de las construcciones y conservación de los hábitats naturales y la biodiversidad. Aeropuertos fantasma, urbanizaciones vacías y pabellones industriales abandonados; espero que algo hayamos aprendido de la anterior crisis.
• En China se llegó a fabricar más hormigón en 3 años (2011 a 2013) que durante todo el siglo XX en los EE.UU. Por ejemplo, en «La presa de las tres gargantas» se emplearon más de 27,5 millones de m³ de hormigón.
• Por último, el agua dulce como elemento necesario para la fabricación del hormigón y un recurso cada vez más escaso.
En definitiva; debemos perseguir que la construcción en general y el hormigón en particular, sean cada vez más ecoeficientes a nivel mundial, y si tomamos conciencia estamos más cerca de conseguirlo. Por muchas leyes y normas que haya, el compromiso empieza en cada persona.
Gracias por llegar hasta aquí y haber aprendido gran parte de los secretos que guarda el hormigón y muchísimas gracias a Óscar, nuevamente, por compartirlos.
Y a tí, «construlector» te espero en el siguiente artículo.
» Las barreras mentales por lo general perduran por más tiempo que los muros de hormigón»
( Willy Brandt)
