Este artículo forma parte de nuestra guía sobre el hormigón. En este apartado sobre la dosificación del hormigón vamos a analizar la importancia de su dosificación, así como de los distintos métodos que existen para hacerlo.
¡Empezamos!
¿Qué es la dosificación del hormigón?
La dosificación del hormigón tiene por finalidad determinar cuáles son las proporciones exactas de combinación de sus diferentes componentes para conseguir la MEZCLA PERFECTA y que posean las características de durabilidad, resistencia, compacidad y resistencia idóneas y acordes a la obra.
Factores para tener en cuenta antes de dosificar el hormigón
Una vez determinada la resistencia que buscamos del hormigón, es necesario conocer las condiciones ambientales a las que estará sometida la obra, los equipos de fabricación a usar, así como la granulometría y calidad de los áridos.
En obras pequeñas, la mezcla del hormigón suele hacerse a mano, sin emplear equipos.
Sin embargo, cuando pretendemos mejorar o modificar las características del hormigón, hay que añadir aditivos al hormigón, lo que obliga a correcta dosificación.
Garantizar la durabilidad de la obra es primordial, por lo que, se deben recurrir a medios mecánicos.
Métodos de dosificación del hormigón
Cuando hayamos esclarecido los componentes a utilizar en la mezcla del hormigón, vamos a conocer cuáles son los criterios comúnmente empleados para crear la proporción adecuada de cada componente.
Es fundamental considerar que la proporción dependerá de las condiciones de adherencia, acabado o resistencia que queramos del hormigón.
Estos son los diferentes métodos de dosificación.
Dosificación del hormigón en volumen
Constituye el método de mayor antigüedad y consiste en determinar las cantidades de cada componente mediante una tabla de relaciones de proporciones para conseguir un metro cúbico de hormigón.
Debido a su inmediatez y fácil aplicación, se suele utilizar en mezclas in situ de obras pequeñas.
Métodos de dosificación basados en el contenido de cemento
Podemos encontrar dos métodos.
Método de Fuller
Se indica para piezas no muy armadas, con áridos redondeados con un tamaño máximo de 70 mm y una cantidad de cemento mínima de 300 kg/m3.
La dosificación de los áridos se determina por la parábola de Gessner, que representa una granulometría continua y permite la completa compenetración de los granos, lo que permite una buena densidad y docilidad del conjunto.
Dicha curva está representada por la siguiente formula:
P = 100 √ (d / D)
donde:
- d = Abertura de los tamices empleados para determinar la granulometría del árido (inferior a D).
- P = Porcentaje de material en peso que pasa por los tamices (d).
- D = Define el tamaño máximo del árido empleado en la mezcla.
Fórmula de Bolomey
Es un perfeccionamiento del método de Fuller, ya que utiliza los mismos datos, pero pretende conseguir un hormigón más económico en cemento, en base a la forma de los áridos, consistencia de la masa y sus resistencias.
Está indicada para presas, grandes macizos u hormigones en masa.
Métodos de dosificación basados en la resistencia a compresión
Aquí tenemos otros dos métodos más.
Método A.C.I. para hormigón convencional
Fácil de utilizar y apto para pequeñas obras convencionales. Se parte de la resistencia que se desea obtener del hormigón.
Según el tipo de construcción la consistencia medida en cono de Abrams recomendada es la indicada aquí.
La cantidad de agua a emplear vendrá determinada por:
• La consistencia deseada.
• Tamaño del árido, su forma y granulometría.
Todo esto influenciado por la cantidad de aire incorporado y con independencia a la cantidad de cemento empleada.
A continuación, os mostramos las cantidades máximas de agua a utilizar, dando por hecho que los áridos son machacados y tienen forma y granulometría correcta.
Método según De la Peña
Muy usado y aconsejado para hormigones estructurales de edificios, puentes, depósitos de agua, canales; siempre que las condiciones de ejecución sean controlables o buenas y la concentración de cemento sea de 300 kg/m3.
La fórmula según el método de la Peña es:
Z = K * fcm + 0,5
donde:
- Z = Relación cemento/agua
- fcm = Resistencia media del hormigón en N/mm2, a 28 días, medida en una probeta de 15×30 cm.
- K = Parámetro que toma valores dados en la tabla de abajo, cuando la resistencia se expresa en N/mm2.
Limitaciones a la dosificación del hormigón
En cuanto a la proporción de los componentes, la Instrucción Española de Hormigón Estructural (EHE) establece las siguientes limitaciones:
- En el caso de emplear adiciones, los contenidos de cemento no pueden ser inferiores a 200, 250 y 275 kg/m3, para el hormigón en masa, armado o pretensado, respectivamente.
- La máxima cantidad de cemento por m3 de hormigón será de 400 kg. Sólo en aquellos casos que autorice la Dirección de la Obra, se podrá superar este límite.
Ensayos experimentales con el hormigón dosificado
El cálculo matemático y teórico de las proporciones no exime de responsabilidad de comprobar experimentalmente la puesta a punto de la composición obtenida.
Hay que tener en cuenta que existen una gran cantidad de factores que influyen en las propiedades del hormigón, aparte de los métodos de dosificación.
La toma de muestras se realiza acorde a lo estipulado en UNE EN 12350-1, y pueden estar presentes el Proveedor del Hormigón y el Constructor.
Se realiza en el punto de vertido del hormigón, a la salida del elemento de transporte y entre un cuarto y tercio de la descarga.
El representante del laboratorio levanta acta, firmada por las partes presentes, que se quedan copia de esta.
Para medir la docilidad del hormigón se realiza por el método del asentamiento, según UNE EN 12350-2, mientras su resistencia se comprueba mediante ensayos de resistencia a compresión con probetas fabricadas y curadas a partir de UNE-EN 12390-2.
Cómo influye la dosificación del hormigón en la segregación de los componentes
Si la dosificación no está bien hecha, puede producirse una pérdida de homogeneidad en la mezcla y un claro riesgo de segregación de los componentes.
Estas son algunas situaciones que podrían producirse.
- Si la cantidad de agua es demasiada, hay riesgo de que el mortero se separe y los áridos se vuelvan a segregar.
- Si un hormigón tiene muchos finos y es pobre en agua, es decir, un hormigón muy seco, los áridos más gruesos se separan y se depositan en el fondo más fácilmente que partículas más finas. A medida que se aumenta la cantidad de agua, se mejora la cohesión y desapareciendo la segregación.
Por tanto, podemos ver cómo hay dos clases distintas de segregación en función del agua a incluir.
Mayormente, las mezclas más propensas a la segregación son:
- Aquellas que tienen mucha arena.
- Las ásperas o poco dóciles.
- Las extremadamente secas o fluidas.
Conclusiones
En este artículo, hemos visto la amplia variedad de métodos que permiten dosificar los materiales que componen del hormigón y que cumplan los requisitos de diseño y ejecución de la obra.
No hay uno mejor que otro (aunque si unos más populares que otros), ya que todos responden a necesidades o situaciones específicas. Será el proyectista el que elija entre uno u otro.
Además, los resultados obtenidos serán buenos, siempre y cuando se realicen las correcciones necesarias con masas de prueba.
Bibliografía
Estas son las webs consultadas para la redacción de este artículo.
- ocw.unican.es
- structuralia.com
- ingeniero-de-caminos.com
- dehormigon.com.ar
- estonocumple.wordpress.com
