CONCEPTUALIZACION DEL HORMIGON COMPACTADO CON RODILLO (HCR).UNA VISIÓN HOLÍSTICA
F. Rodrigues Andriolo y J. Diez-Cascón. Conceptualización Hormigón HCR. Una visión holística. SEPREM 1
Índice Cuestiones previas El conglomerante de los hormigones
HCR Los áridos de los hormigones HCR
Tamaño máximo Curva granulométrica Segregación y exudación
El hormigón HCR Concepto de consistencia Método de medición consistencia UC
Cantidad de agua y finos Hormigón HCR, enhebrado y
vibrado Hormigones de las presas de Bayona
(Erizana) y Santa Eugenia Propuesta tipo hormigón HCR
Unión de juntas Tipología y diseño de presas
HCR Paramentos Galerías Juntas funcionales Tomas y desagües de fondo Aliviaderos
Reparación de presas Medios de control de presas
HCR
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Desarrollo presas de hormigón HCR
Principios del desarrollo Economía (relativa) Seguridad durante construcción Explotación
Combinación de ventajas y eliminación inconvenientes Presas hormigón convencional
Material caro.
Lentitud de puesta en obra-relativa-.
Poco Volumen.
No tiene problemas en: colocar órganos de desagüe en la
propia presa. erosión por vertido por coronación. explotación
Presas de materiales sueltos
Material barato.
Mucho volumen.
Órganos de desagüe fuera de la presa.
No soporta el vertido por coronación.
Rapidez puesta en obra-relativa -
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Atención comentario Andriolo
Tipología Presas HCR
PRESAS HOMOGENEAS:
Las funciones de peso e impermeabilidad las desarrolla el hormigón HCR.
Presas de Gravedad
Presas Arco
PRESAS CON PANTALLA:
La función de peso la desarrolla el hormigón HCR y la de impermeabilidad una pantalla.
Presas de Gravedad
Presas de Relleno Cohesivo
Presas Arco
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Suelo cemento = Material cohesivo
Cuestiones previas
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En la construcción de presas deben emplearse materiales cuyas propiedades intrínsecas, su puesta en obra y la evolución de sus características sean susceptibles de control.
El hormigón HCR y el denominado hormigón convencional (vibrado internamente) son materiales porosos, cohesivos y dinámicos en su relación con el medio ambiente y tienen en común todos los conceptos de carácter intrínseco.
No existen diferentes concepciones del hormigón H.C.R., lo que existen son diferentes idiosincrasias, condiciones físicas y ambientales y diseños funcionales y estructurales.
Para unos determinados áridos y puesta en obra, un hormigón HCR bien dosificado es aquel que tiene una cantidad de finos - cemento + ceniza volante (puzolana) + finos activos o inertes añadidos - < tamiz 200 serie ASTM – y de agua -aditivos- que hacen que:
la porosidad del hormigón en estado fresco después de su puesta en obra sea mínima - función de relleno -.
el hormigón endurecido tenga las características físicas y mecánicas exigidas -función de ligante-.
La técnica del hormigón HCR para presas es una TECNICA CAMALEONICA, se acopla a muy diferentes condiciones y diseños.Se concretan las condiciones y diseño y se definen el hormigón y las condiciones de puesta en obra.
Cuestiones previasHormigones vibrados y hormigones HCR
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Consolidación Vibración interna
Puesta en movimiento de las partículas mas finas y del agua -fluidificación-.
Se mueven y acomodan los áridos libremente.
Refluye el sobrante de agua de amasado (exudación).
Parte superior débil que exige su retirado con chorro de aire y agua.
La unión entre tongadas exige limpieza de superficie y extensión de capa de mortero
Consolidación compresión y vibración externa El hormigón debe soportar el paso de maquina pesada en
estado fresco. Fuerte compresión y ligero amasado por la vibración y efecto
de la circulación del rodillo. Se reduce la porosidad, a obligando al mortero a ponerse en
movimiento y rellenar huecos. Comentarios
Induce heterogeneidad. Las características del hormigón, tiempo entre
tongadas, mantenimiento de la superficie, tratamientos y medio ambiente determinan la calidad de la unión entre las mismas.
Componentes Hormigón HCR.
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CONGLOMERANTE. En sentido amplio - cemento + ceniza volante (puzolana) + finos activos o inertes añadidos - < tamiz 200 serie ASTM – Problema térmico
Poca cantidad de cemento , puzolanas naturales (si se dispone) y/o finos activos En España y países con disponibilidad
Cementos fríos, de bajo calor de hidratación, con alto contenido de CV Que su proceso de endurecimiento permita, con o sin material añadido, obtener
la calidad de unión deseada entre tongadas. ARIDOS
Que no influyan negativamente en el proceso de endurecimiento. Que faciliten la puesta en obra. Que tengan una granulometría compacta.
AGUA Características comunes a otros hormigones
ADITIVOS Que faciliten la puesta en obra. Que mejoren las características del hormigón endurecido.
CONGLOMERANTES DE LOS HORMIGONES HCR.INFLUENCIA DE LA CENIZA VOLANTE
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Conglomerantes fríos. Países con disponibilidad
Elemento Calor hidratación(cal/gr)
Silicato tricálcico (SC3) 120
Silicato bicálcico (SC2) 62
Aluminato tricálcico (AC3) 207
Aluminoferrito tetracálcico
(AFC4)
100
Conglomerantes fríos: Reducir en la medida de lo
posible los contenidos en aluminato tricálcico y en silicato tricálcico.
Utilizar cementos en los que parte del Pórtland se sustituye por otros materiales con o sin propiedades puzolánicas.
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Atención comentarios Andriolo relativos a los finos
Cemento Portland y Puzolanas
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La norma ASTM C 150 define al cemento Pórtland como un conglomerante hidráulico producido al pulverizar el clinker y que consiste esencialmente de silicatos de calcio, conjuntamente con una o más formas de sulfato de calcio.
Las puzolanas son materiales silicoaluminosos que por sí solos poseen un bajo o nulo valor cementante, pero finamente dividido y en presencia de humedad y álcalis reaccionan generando compuestos con propiedades cementantes. Las puzolanas tienen los mismos componentes que el cemento pero en distintas
proporciones. La ceniza volante (CV) es una puzolana que se obtiene por precipitación
electrostática o por captación mecánica de los polvos que acompañan a los gases de combustión de los quemadores de centrales termoeléctricas alimentadas por carbones pulverizados.
En España se dispone de cenizas volante de calidad y finura semejante a la del cemento: atención comentarios Andriolo
Hidratación cemento Pórtland y del cemento Pórtland con CV
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Reacción silicatos cálcicos del cementoCS + HO2...CSH + Ca(OH)2 + Calor
El CSH es la principal fase de hidratación y la responsable de la resistencia mecánica. La portlandita o hidróxido cálcico:
es el segundo producto más abundante en las pastas de cemento hidratado no aporta ningún beneficio a la capacidad mecánica de la pasta de cemento puede incrementar los espacios porosos al lixiviarse constituye de un 20 a un 25 % del contenido sólido.
Reacción ceniza volante (CV).CV + Ca(OH)2 + H2O... CSH + Calor
El principal producto de la reacción es la fase CSH (silicato de calcio hidratado), que es similar al producido en la reacción del agua con el cemento Pórtland y que contribuye a la generación de capacidades mecánicas.
Se producen además otros productos de hidratación muy similares a los producidos con cemento Pórtland: C2ASH8 (hidrato de gelenita), etringita, hidratos de aluminato de calcio, monosulfoaluminato
Evolución reacción CV y silicato cálcico hidratado12
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Etringita, portlandita y monosulfoaluminato13
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Composición óxidos cemento Portland y Ceniza Volante (Clase F)Granulometría de la arena
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Óxidos Cemento Pórtland I/45 A (%) CV (%) (Antracita)SiO2 18,27 48,55Al2O3 5,83 25,45Fe2O3 1,58 9,09CaO 64,19 4,15MgO 1,79 0,91Na2O 0,35 1,78K2O 0,80 2,36SO3 3,19 1,65P.C. 3,38 4,65
Tamiz (mm) 2,50 1,25 0,63 0,32 0,16
% pasa 100 80,7 44,1 28,4 10,4
Se utiliza arena normalizada CEN EN 196-1. Es una arena natural de granos redondeados cuyo contenido de sílice es como mínimo el 98 %.
Calor de HidrataciónMétodo de Langavant
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15
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
1 4 8 12 16 20 24
Cal
or g
ener
ado(
w/g
r)
T (h)
Influencia de la presencia de CV en el calor de hidratación
Calor generado 0 % CV Calor generado 30 % CV Calor generado 50 % CV
El calor generado a las 24 horas con un 50 % de sustitución es del orden del 50 % del calor generado por el cemento puro.
Contenido Ca (OH)2Balanza termogravimétrica
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16
579
1113151719212325
3 7 14 28 56 90 125
Ca(
OH
)2 (%
)
T (dias)
Influencia de presencia de CV en el contenido de Ca(OH)2 durante el proceso de hidratacion
Ca(OH)2 0 % CV Ca(OH)2 30 % CV Ca(OH)2 50 % CV Ca(OH)2 70 %CV
Con un 70 % de CV de sustitución queda todavía un 6 % de Ca(OH)2 a los 125 días.
Permeabilidad al oxigenoMétodo UC
1
10
100
1000
7 28 50 90 180 365 720
Pox(
m2)
(x10
-17)
T (dias)
Permeabilidad oxigeno morteros consistencia constante
Pox 0 CV % Pox 20 % CV Pox 40 % CV
Pox 60 % CV Pox 80 % CV
1
10
100
1000
7 28 50 90 180 365
Pox(
m2)
(x10
-17)
T (dias)
Permeabilidad oxigeno morteros consistencia variable
Pox 0 % CV Pox 20 % CV Pox 40 % CV
Pox 60 % CV Pox 80 % CV
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A los 90 días y hasta una sustitución del 80 % las permeabilidades son del orden de 10-17 m2 o lo que es igual 10-11 m/s
Influencia presencia de CV en el conglomerante
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Inducen un retraso en el principio y fin de fraguado. Provocan un efecto plastificante. Reducen notablemente el calor generado durante el proceso de hidratación. Tienen un claro efecto puzolánico, consumiendo portlandita y generando
fundamentalmente silicatos cálcicos hidratados. A altas madureces potencian la estructura resistente hasta un alto porcentaje de
presencia de CV. A altas madureces reducen la permeabilidad al oxigeno hasta muy alto porcentaje
de presencia de CV En la estructura porosas
Al aumentar la madurez, la presencia de cenizas volantes, hasta un alto porcentaje, produce una reducción de la porosidad total abierta.
Al aumentar la madurez, la presencia de cenizas volantes, hasta un muy alto porcentaje, produce un incremento de los poros < 0,01 µm
Al aumentar la madurez la presencia de cenizas volantes en un conglomerante produce con generalidad un refinamiento de la red porosa, aumentando los poros < 0,1 µm y reduciendo los poros > 0,1 µm.
RetracciónCaracterísticas CV
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Cinzas volantes Pego (P) (Hulla) Sines (S) (Antracita)
Perda ao rubro (%) 6.46 4.89
SiO2 (%) 42.64 49.13
Fe2O3 (%) 5.11 5.55
Al2O3 (%) 27.49 30.27
CaO (%) 10.98 5.41
MgO (%) 2.55 1.12
Na2O (%) 0.56 0.52
K2O (%) 0.95 1.32
SO3 (%) 0.22 0.17
Material vítreo (%) 76.5 80.4
Retracción
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Retracción de morteros fabricados con cemento I 32,5R(A) y cenizas volantes tipo S con consistencia constante (esp.=90±4%).
Retracção de argamassascimento I32,5R(A) e cinzas S
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 200 400 600
Idade (dias)
Retra
cção
(x10
-3)
0%-ar
15%-ar
30%-ar
50%-ar
0%-água
15%-água
30%-água
50%-água
Retracción
Retracção de argamassascimento I32,5 R(A) e cinzas S ou P
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 100 200 300 400
Idade (dias)
Ret
racç
ão x
10-3
0%
30%-P
50%-P
75%-P
15%-S
30%-S
50%-S
Retracção de argamassas com cimento I32,5 R (A) ou cimento I32,5 R (B) e cinzas P
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 100 200 300 400
Idade (dias)
Res
trac
ção
x 10
-3
0%;I32(A)
30%;I32(A)
50%;I32(A)
75%;I32(A)
0%;I32(B)
30%;I32(B)
50%;I32(B)
75%;I32(B)
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Retracción de morteros fabricados con cemento I 32,5R(A) y cenizas volantes tipo S y P con consistencia constante (esp.=90±4%).
Retracción de morteros fabricados con cemento I 32,5R(A) o I 32,5R (B) y cenizas volantes tipo P con consistencia constante (esp.=90±4%).
La ceniza tipo P tiene CaO 10,98 %
Importancia conocimiento características de los materiales
ARIDOS DE LOS HORMIGONES HCR.DISTRIBUCIÓN DE SÓLIDOS
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Comentarios
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Volumen huecos áridos: Los áridos deben tener una distribución que de lugar al menor número posible de huecos entre ellos, con lo cual será menor la demanda de pasta (agua + cemento + puzolanas + finos < tamiz 200 ASTM) para alcanzar una máxima compacidad (función de relleno).
Superficie especifica áridos: La pasta tiene que cementar los granos del árido, es decir, ha de formar una película que recubra a estos granos para que puedan unirse los unos con otros (función ligante). El volumen de pasta depende superficie específica de los áridos.
La granulometría de los áridos: Influye en: dosificación de conglomerante y agua.
a mayor tamaño máximo menor cantidad de pasta para alcanzar una determinada manejabilidad.
la segregación y exudación de la mezcla. Normalmente, los hormigones que cumplen estrictamente las condiciones de relleno
de huecos con pasta y creación de película de unión no suelen ser los más manejables, siendo preciso un exceso de pasta.
Curvas granulométricas compactas (Tipo Fuller)
0,005,00
10,0015,0020,0025,0030,0035,0040,0045,0050,0055,0060,0065,0070,0075,0080,0085,0090,0095,00
100,00
0,01 0,1 1 10 100
Curva Fuller cuadratica Tmax=76,1 Curva Fuller cubica Tmax=76,1 Curva Fuller cuadratica Tmax=63,5Curva Fuller cubica Tmax=63,5 Curva fuller cuadratica Tmax=50,8 Curva Fuller cubica Tmax=50,8
Tamaño
máximo
Tipo de Curva
Granulométrica
Demanda de
arena
Demanda de
finos < 0,07mm
Tmax=76,1 mm Fuller Cuadrática 25,11 3,03
Tmax=76,1 mm Exp=1/2,5 33,65 6,27
Tmax=76,1 mm Fuller Cúbica 39,91 9,73
Tmax=63,5 mm Fuller Cuadrática 27,49 3,32
Tmax=63,5 mm Exp=1/2,5 36,16 6,74
Tmax=63,5 mm Fuller Cúbica 42,28 10,33
Tmax=50,8 mm Fuller Cuadrática 30,74 3,71
Tmax=50,8 mm Exp=1/2,5 39,56 7,37
Tmax=50,8 mm Fuller Cúbica 45,55 11,33
Tmax=38,1 mm Fuller Cuadrática 36,23 4,44
Tmax=38,1 mm Exp=1/2,5 44,39 8,27
Tmax=38,1 mm Fuller Cúbica 50,82 12,53
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Demanda de agua para mojado áridos
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La superficie específica para granos redondeados es función del diámetro D de los mismos y de su densidad real dr y viene dada por la expresión:
Se = 6/ dr D
La cantidad de agua de mojado en granos de diámetro no uniforme la cantidad de agua de mojado puede deducirse de la formula de Bolomey:
Q = 130/(Dmáx x Dmin)1/3
Q = Volumen de agua de mojado en l/m3 de árido
Dmin = Tamaño mínimo de la fracción del árido considerado, en mm, debiendo ser superior a 0.16 mm.
Dmax = Tamaño máximo de la fracción del árido en mm
Diámetro (mm) Superficieespecifica (cm2/g)
Agua demojado(l/m3)
0,16-0,32 144,2-72,1 330
0,32-0,63 72,1-36,6 222
0,631,25 36,6-18,4 141
1,25-2,20 18,4-9,2 89
2,50-5,00 9,2-4,6 56
5,00-10,00 4,6-2,3 35
10,00-20,00 2,3-1,15 22
20,00-40,00 1,15-0,57 14
40,00-80,00 0,57-0,29 9
80,00-160,00 0,29-0,14 6
Segregación
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Decir que un hormigón debe ser homogéneo significa que debe ser uniformemente heterogéneo, es decir, que en cualquier parte de su masa los componentes del hormigón estén perfectamente mezclados y en la proporción prevista en el diseño de la mezcla.
Con una mezcla adecuada de componentes del hormigón, la homogeneidad de la masa se logra en la amasadora pero, durante el transporte, vertido y compactado, los elementos constitutivos del hormigón pueden separarse unos de otros. Si se tiene un hormigón con una curva granulométrica compacta y con una
dosificación pobre en agua los áridos más gruesos tienden a separarse (segregación).
Si se aumenta la cantidad de agua se mejora su cohesión y se irá eliminando la segregación.
Si la cantidad de agua es excesiva existe el riesgo de que se separe la pasta y el agua de la mezcla (exudación).
El agua nuestro gran aliado en el manejo de los hormigones, no es un componente que se deba reducir por definición
Contenido de áridos 6-18 mm 50% 6-0 mm 50 %
Contenido conglomerante 280 Kg/cm2 Conglomerante 50 % de CV en peso. Variables a determinar
Resistencia compresión a 90 días Coeficiente de Variación =
Desviación típica/Media
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Ensayos y Material de ensayoFinales años 80 principios 90
Influencia del contenido de agua y del tiempo de amasado en la homogeneidad de las mezclas
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28
6
8
10
12
14
16
18
20
22
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Coe
ficie
nte
de v
aria
cion
(%
)
Res
iste
ncia
a c
ompr
esio
n R
c90
(Kg/
cm2)
Tiempo de amasado (s)
Influencia del tiempo de amasado en la Resistencia media a compresión a 90 días y en el Coeficiente de Variación
a/c=0,5 a/c=0,45 a/c=0,4 a/c=0,5 a/c=0,45 a/c=0,40
Con mas agua, hasta un limite, se logra la homogeneidad de la mezcla con menos tiempo de amasado y el coeficiente de variación es menor
Influencia del contenido de agua en la exudación de las mezclas
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Influencia del contenido de agua en la exudación de las mezclas
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30
0
5
10
15
20
25
30
35
1 2 3 4 5 6 7
Res
iste
ncia
a tr
acci
on (k
g/cm
2)
Tiempo entre tongadas (h)
Evolucion Resistencia a Traccion de juntas horizontales en funcion de su madurezTemperatura 20º C, humedad ambiental 100% y 180 dias de edad de ensayo
Mezcla Vebe 20-25 s sin mortero
Mezcla Vebe 10-15 s sin mortero
Con mas agua mejora la calidad de unión de las tongadas, luego no se produce exudación
EL HORMIGON HCR.
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Estados del Hormigón
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El hormigón fresco es un estado del hormigón durante elcual los granos de sus constituyentes son susceptiblesde tener movimientos independientes los unos respectode los otros.
El hormigón endurecido es un sólido, un conglomerado,un medio poroso cohesivo y dinámico en su relación conel medio ambiente.
El hormigón
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Para unos determinados áridos y puesta en obra, un hormigón HCR bien dosificado es aquel que tiene una cantidad de finos - cemento + ceniza volante (puzolana) + finos activos o inertes añadidos - < tamiz 200 serie ASTM – y de agua -aditivos- que hacen que: la porosidad del hormigón en estado fresco después de su
puesta en obra sea mínima - función de relleno -. Conformidad la puesta en obra y con el comportamiento
del hormigón en estado fresco. el hormigón endurecido tenga las características físicas y
mecánicas exigidas - función de ligante-.
CONSISTENCIA DE LOS HORMIGONESControl del hormigón en estado fresco
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Los métodos y aparatos de medición de consistencias imitan en ciertos aspectos la forma de puesta en obra.
La consistencia: es una magnitud física producto de una medición en un
determinado aparato. es una característica que empareja hormigón - aparato y no es
una propiedad intrínseca del hormigón. permite clasificar a los hormigones, en laboratorio, según su
aptitud para ser puesto en obra. Con la aplicación de un método y aparato de medición
de consistencias se persigue definir un hormigón que después de puesto en obra tenga una mínima porosidad inicial.
El hormigón HCR. Cantidad de aguaHormigones dosificación por el lado húmedo
En todo hormigón, y para cualquier tipo de puesta en obra, si se varía su contenido de agua, a partir de una cantidad de agua la porosidad inicial no depende de la puesta en obra y su incremento es el agua añadida en demasía sobre la optima.
Los HCR, y los hormigones convencionales, se deben diseñar por el lado húmedo.
La garantía de obtener un hormigón homogéneo es mucho mayor frente a cualquier contingencia de puesta en obra.
La aptitud de las mezclas HCR frente a unión de tongadas es mejor.
En el entorno de una dosificación adecuada, los hormigones son menos segregables cuanto mayor es la cantidad de agua.
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A un hormigón con una curva granulometría compacta, se le varia la cantidad de agua, se compacta (se mide su consistencia) con dos puestas en obra : A (enérgica) y B (mas liviana) y se determina la porosidad después de ser puesto en obra (medición de consistencia).
Consistencia 800 l/m3
Consistencia 400 l/m3
A partir de 165 l/m3 la porosidad no depende de la puesta en obra
Hormigón HCR, Enhebrado y Vibrado
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Hormigón HCR
Hormigón que se compacta con compresión y vibración externa
Hormigón Enhebrado
Hormigón que se compacta con compresión y vibración externa o por vibración interna
Hormigón vibrado
Hormigón que se compacta con vibración interna
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
140 145 150 155 160 165 170 175 180 185 190
Poro
sida
d (l/
m3)
Dosificacion agua (l/m3)
Relacion porosidad con dosificacion de agua
Porosidad despues puesta en obra
HCR
Enhebrado
HV
CONSISTENCIA
F. Rodrigues Andriolo y J. Diez-Cascón. Conceptualización Hormigón HCR. Una visión holística. SEPREM
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En todo hormigón, y para cualquier tipo depuesta en obra, si se varía su contenido deagua, a partir de una cantidad de agua laporosidad inicial no depende de la puesta enobra y su incremento es el agua añadida endemasía sobre la optima.
PROPUESTA DE ANALISIS:1. Aptitud del hormigón para ser puesto en obra
(función de relleno).2. Nivel competencial (función ligante).
El hormigón HCR. Cantidad de finosFinales años 80 principios 90
El ensayo de consistencia UC de basa en someter a una muestra de hormigón en estado fresco, la que entra en una probeta de 15x30 cm, a un tiempo fijo - 30 segundos -de vibración con un peso de 8,5 kg encima, con la mesa de utilizada en la determinación de la consistencia Vebe, y medir el asiento que se genera.
F. Rodrigues Andriolo y J. Diez-Cascón. Conceptualización Hormigón HCR. Una visión holística. SEPREM
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Materiales
% CementoCeniza Volante
SiO2 19,50 48,60%
Al2O3 5,60% 24,80%
Fe2O3 2,24% 10,32%
CaO 61,40% 4,35%
MgO 2,44% 1,28%
Na2O 0,66% 0,44%
K2O 0,70% 3,20%
SO3 3,90% 1,65%
Apertura Tamiz (mm) ARIDO 1 ARIDO 2 ARIDO 3 ARIDO 438,1 100 100 100 10025,4 82,7 100 100 10019 42,4 99,2 100 100
12,7 1,2 25,7 100 1009,5 0,94 96,6 1006,35 53,7 1004,75 17,8 1002,36 0,8 75,41,18 43,40,6 26,70,3 17,50,15 11,3
0,075 8,3
39
F. Rodrigues Andriolo y J. Diez-Cascón. Conceptualización Hormigón HCR. Una visión holística. SEPREM
Conglomerante 40 % cemento y 60 Ceniza Volante (en peso) Curva Fuller Cuadrática
Descenso UC y Tiempo VebeCurva Fuller Cuadrática
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40
0
10
20
30
40
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105
100 110 120 130 140 150 160 170 180 190
Tem
po V
ebe
(s)
Asi
emto
UC
(mm
)
Contenido agua (I/m3)
Descenso UC y Tiempo Vebe C=250 Kg/m3
Asiento UC (mm) C=220 Kg/m3 Tiempo Vebe (s) C=220 Kg/m3
HCR
Enhebrado
HV
Descenso UC, Tiempo Vebe y PorosidadZona de máximos descensos UC
41
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0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
70
75
80
85
90
95
100
105
100 120 140 160 180
Por
osid
ad a
90
dias
(%)
Asi
emto
UC
(mm
)
Contenido agua (I/m3)
Descenso UC C=250 Kg/m3 Porosidad 90 dias
Asiento UC (mm) Porosidad a 90 dias
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100 120 140 160 180 200
Por
osid
ad 9
0 di
as (5
)
Tiem
po V
ebe
(s(
Contenido Agua (I/m3)
Tiempo Vebe C=250 Kg/m3 Porosidad 90 dias
Tiempo Vebe Porosidad 90 dias
Método dosificación UCCantidad de finos y Cantidad de Agua
F. Rodrigues Andriolo y J. Diez-Cascón. Conceptualización Hormigón HCR. Una visión holística. SEPREM
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0
20
40
60
80
100
120
140
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
110
70 90 110 130 150 170 190
Tiem
po V
ebe
(s)
Asie
nto
UC
(mm
)
Contenido agua (I/m3)
Dosificación UC
C= 160 Kg/m3 C=190 Kg/m3 C=220 Kg/m3 C=250 Kg/m3 C=280 Kg/m3
C=160 Kg/m3 C=190 Kg/m3 C=220 Kg/m3 C=250 Kg/m3 C=280 Kg/m3
Método Dosificación UCEnvolvente de máximos
Envolvente de MáximosConglomerante (Kg/m3) 160 190 220 250 280
Descenso UC 90 95 100 103 103Tiempo Vebe (s) 80 50 30 15 15Agua (I/m3) 110 120 130 140 160
Relación a/c 0,69 0,63 0,59 0,56 0,57
F. Rodrigues Andriolo y J. Diez-Cascón. Conceptualización Hormigón HCR. Una visión holística. SEPREM
43
90
95
100
103 10380
50
30
15 150
10
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30
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50
60
70
80
90
88
90
92
94
96
98
100
102
104
100 120 140 160 180
Tiem
po V
ebe
(s)
Des
cans
o U
C (m
m)
Cantidad de agua (I/m3)
Envolvente de máximos
Descenso UC (mm) Tiempo Vebe (s)
90
95
100
103 10380
50
30
15 150
10
20
30
40
50
60
70
80
90
88
90
92
94
96
98
100
102
104
140 160 180 200 220 240 260 280 300
Tíem
po V
ebe
(s)
Des
cens
o U
V (m
m)
Cantidad de conglomerante (Kg/m3)
Envolvente de máximos
Descenso UC Tiempo Vebe (s)
Características envolvente de máximos
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44
Conglomerante (Kg(m3)
(Agua (l/m3))
R. compresión (Kg/cm2)
Dsss(t/m3)
Porosidad (%)
P. agua x10-11(m/s)
P. oxigeno x 10-17 (m2)
7 días 28 días 90 días 28 días 90 días 28 días 90 días 28 días 90 días
160 (110) 108,7 139,0 222,8 2,398 7,92 6,94 3,62 3,98 3,62 2,43
190 (120) 109,7 189,3 260,5 2,427 6,45 6,25 4,69 2,57 2,62 1,80
220 (130) 127,4 206,7 275,8 2,420 5,81 5,81 3,21 2,65 2,28 1,78
250 (140) 183,9 245,4 341,4 2,435 5,33 5,16 3,31 3,13 1,25 1,07
280 (160) 198,8 281,6 318,0 2,415 5,25 5,13 1,77 1,36 1,52 1,23
Descenso UC y Tiempo Vebe C=250 Kg/m3 y a=140 I/m3Variación árido grueso / árido fino
F. Rodrigues Andriolo y J. Diez-Cascón. Conceptualización Hormigón HCR. Una visión holística. SEPREM
45
0
20
40
60
80
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95
100
105
0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9
Tie,
po V
ebe
(s)
Asi
ento
UC
(mm
)
Relacion Arido grueso/Arido fino
Descenso UC y Tiempo Vebe Variaciones Ag/Af , C=250 Kg/m3 y a= 140 l/m3
Asiento UC variacion Ag/Af Tiempo Vebe variacion Ag/Af
Curva Fuller Cuadrática
Curva Fuller Exp=2,5
Curva Fuller Cubica
Se reduce contenido de arena
Descenso UC y Tiempo Vebe C=250 Kg/m3Agua =140-150 I/m3 Variación árido grueso / árido fino
F. Rodrigues Andriolo y J. Diez-Cascón. Conceptualización Hormigón HCR. Una visión holística. SEPREM
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0
20
40
60
80
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75
80
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95
100
105
0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9
Tie,
po V
ebe
(s)
Asi
ento
UC
(mm
)
Relacion Arido grueso/Arido fino
Descenso UC y Tiempo Vebe Variaciones Ag/Af y C=250 Kg/m3
Asiento UC variacion Ag/Af Agua=140 l/m3 Asiento UC Variacion Ag/Af Agua=150 l/m3
Tiempo Vebe variacion Ag/Af Agua=140 l/m3 Tiempo Vebe variacion Ag/Af Agua=150 l/m3
Curva Fuller CuadráticaCurva Fuller Exp=2,5
Zona Posible DosificaciónC=250 Kg/m3Agua 140 y 150 l/m3Curva granulométrica entre Fuller con Exp= 1/ 2 a 1/2,5
Hacia el óptimo
Corrección agua
Subfamilia de óptimos lado húmedo:• Curva Fuller Cuadrática• Asiento UC= 103 mm• Tiempo Vebe = 10 s• Agua: unos 150 l/m3• Cantidad finos < 0,075 mm: unos 350 Kg/m3• Orden de características a 90 días :
• Resistencia compresión = 350 Kg/m3• Permeabilidad agua =10-11 m/s• Permeabilidad oxigeno=10-17 m2
Proceso final de dosificación Resultado proceso inicial
Subfamilia de óptimos lado húmedo: Curva Fuller Cuadrática Asiento UC= 103 mm Tiempo Vebe = 10 s Agua: unos 150 l/m3 Cantidad finos < 0,075 mm: unos 350
Kg/m3 totales (con finos granulometría) Orden de características 90 días
Resistencia compresión = 340 Kg/m3 Permeabilidad agua = 10-11 m/s Permeabilidad oxigeno = 10-17 m2
Adecuación características de los finos a requisitos de proyecto Variar las proporciones de contenido de finos
(cemento + puzolanas + finos<200 ASTM) Reinicio de proceso para analizar si el cambio de
finos tiene influencia en el comportamiento de hormigón fresco. Revisión contenido de finos Revisión cantidad de agua
Conglomerante (Kg(m3)
(Agua (l/m3))
R. compresión (Kg/cm2)
7 días 28 días 90 días
160 (110) 108,7 139,0 222,8190 (120) 109,7 189,3 260,5220 (130) 127,4 206,7 275,8250 (140) 183,9 245,4 341,4280 (160) 198,8 281,6 318,0
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47
1ª Prueba: 80 Kg/m3 de cemento + 80 Kg/m3 de CV + 120 Kg/m3 finos añadidos + 150 l/m3 agua2ª Prueba: 90 Kg/m3 de cemento + 90 Kg/m3 de CV + 100 Kg/m3 finos añadidos + 150 l/m3 agua!!!!!CONOCIMENTO FINOS!!!!!!!
Presa de Bayona (1985)Error. Sin método de dosificación.
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DensidadSecat/m3
PorosidadHormigón %
Porosidadmortero %
P. Oxigeno
(m2)x10-7
P. Agua
(m/s) x10-10
R. tracción
Kg/cm2
Resistenciacompresión
Kg/cm2
ModuloElasticidad
Kg/cm2
Erizana 2,21 12,8 18,38 39 9,00 16,5 151,7 118,2
ERIZANA H.C.R.
Áridos.
100/50 560
50/20 570
20/6 538
6/0 532
Cemento.
PA-350 90
C. Volantes. 90
Agua. 100
Tiempo Vebe 25- 30 s
Caso Nº Porosidad Kagua Koxigeno Dseca
1Superior 100,00 100,00 100,00 100,00
Inferior 100,36 181,88 300,7 99,55
Superior 100,00 100,00 100,00 100,00
Inferior 109,6 1003,77 881,98 98,29
2
Superior 100,00 100,00 100,00 100,00
Medio 113,44 546.97 224,86 98,91
Inferior 120,51 584,53 839,77 98,36
Presa Bayona (Erizana)49
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Presa Santa Eugenia (1988)Inicios aplicación método UC
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50
DensidadSecat/m3
PorosidadHormigón %
Porosidadmortero %
P. Oxigeno
(m2)x10-7
P. Agua
(m/s) x10-10
R. tracción
Kg/cm2
Resistenciacompresión
Kg/cm2
ModuloElasticidad
Kg/cm2
Santa Eugenia
2,38 6,6 14,48 1,30 1,80 32,4 348,9 216,3
Erizana 2,21 12,8 18,38 39 9,00 16,5 151,7 118,2
S. EUGENIA HCR
Áridos.
100/70 520
70/30 540
30/15 385
15/5 385
5/0 430
Cemento.
PA-350 125
C. Volantes. 90
Agua. 105
Tiempo Vebe 10-15 s
Caso Nº Porosidad Kagua Koxigeno Dseca
Superior 100,00 100,00 100,00 100,00
Inferior 100,00 100,00 100,00 100,00
Superior 100,00 100,00 100,00 100,00
Inferior 100,00 100,00 100,00 100,00
Superior 100,00 100,00 100,00 100,00
Medio 100,00 100,00 100,00 100,00
Inferior 100,00 100,00 100,00 100,00
Filtración total presa = 1,7 l/mFiltración por drenes < 1 l/m
Presa Santa Eugenia51
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Estudios previos y proceso de dosificación
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52
Estudios de los materiales Cementos Puzolanas Áridos, especialmente las arenas y sus finos. En todos
los hormigones de presas, y en el HCR más, la caracterización y conocimiento de la influencia de los finos<200 ASTM en el proceso de endurecimiento y en la durabilidad es de transcendental importancia. Estudio fase mortero (influencia del contenido de finos)
Proceso de dosificación. Método UC Determinación cantidad de finos y agua Determinación distribución de finos
!!!!Conocimiento exhaustivo !!!!
Propuesta Tipo Hormigón Compactado con Rodillo (HCR)
Distribución áridos curva tipo Fuller cuadrática (1/2), aceptándose como limite el tipo Fuller con exponente (1/2,5) .
Tmáx. de 60 a 80 mm. Con coeficiente de forma adecuado utilizar la parte baja del huso, si no la alta.
Dosificación de agua por el lado húmedo para reducir su tendencia a la segregación y estabilizar la mezcla, asiento UC de referencia 100 mm y tiempo Vebe de referencia 10 s.
Determinar la familia estable de la mezcla.TAMIZ Exp=1/2 Exp=1/2,5 Exp=1/2 Exp=1/2,5(mm) FULLER FULLER FULLER FULLER
80 100,00 100,0060 100,00 100,00 86,60 89,1350 91,29 92,97 79,06 82,8640 81,65 85,03 70,71 75,7930 70,71 75,79 61,24 67,5520 57,74 64,44 50,00 57,4315 50,00 57,43 43,30 51,1910 40,82 48,84 35,36 43,535 28,87 37,01 25,00 32,99
2,5 20,41 28,05 17,68 25,001,25 14,43 21,26 12,50 18,950,63 10,25 16,16 8,87 14,400,31 7,19 12,17 6,22 10,850,16 5,16 9,34 4,47 8,330,08 3,65 7,08 3,16 6,31
F. Rodrigues Andriolo y J. Diez-Cascón. Conceptualización Hormigón HCR. Una visión holística. SEPREM
53
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
0,01 0,1 1 10 100
Por
cent
aje
pase
(%)
Tamaño apertura Tamiz (mm)
Huso Hormigón HCR
Curva Fuller Tmax=60 mm Esp=1/2 Curva Fuller Tmax=60 mm Exp=1/2,5Curva Fuller Tmax=80 mm Exp 1/2 Curva Fuller Tmax=80 mm Exp=1/2,5
No se desecha la posible utilización de tamaños mayores
Atención comentario Andriolo hormigones Japoneses