Contido experto en arquivos: o artigo conserva afirmacións históricas, táboas e diagramas sobre morteiro de cemento e formigón, pero non é un deseño de mestura, especificación de material, plan de formigonado, cálculo estrutural, guía de proba ou avaliación dun elemento existente. A composición, as propiedades, a clase de exposición, a consistencia, o método de instalación, o coidado, o control de calidade e os valores de deseño deben ser determinados por expertos responsables segundo o obxecto específico, os materiais declarados e as normas válidas.
Información relacionada: Fiestras de madeira feitas segundo o teu proxecto. · Fiestras de madeira e aluminio feitas por encargo. · Fiestras personalizadas para casas, proxectos e exportación. · Portas de madeira e madeira-aluminio feitas por encargo. · Enviar unha solicitude de cotización.
Datos xerais
Considerarase satisfactoria a composición do morteiro de cemento ou a composición do formigón dun alicerce, entreplanta de formigón armado, elemento de formigón procesado, forxado de beirarrúa, arco de ponte ou camiño de formigón, por norma xeral, se o elemento construtivo de que se trate está feito coa menor cantidade de material e man de obra de forma que sexa suficientemente duradeiro e axeitado para o fin. O que debe considerarse permanente e apto para o propósito debe definirse caso por caso: polo tanto, antes de comezar a construción dun edificio, é necesario determinar que propiedades deben ter o morteiro e o formigón en termos de resistencia á compresión, resistencia á flexión, resistencia á intemperie, estanqueidade, etc. Existen moitas instrucións diferentes para iso na normativa de edificación, así como moitas limitacións numéricas.
A tarefa do contratista de construción é garantir que os valores das propiedades individuais cumpren os valores esixidos. As propiedades do formigón poden verse moi influenciadas se se utiliza o coñecemento dispoñible na actualidade.
Condicións para facer formigóns con propiedades homoxéneas
Se a resistencia á compresión dun elemento de construción despois de 28 días debe ser 40 MPa, ou se para o formigón dunha estrutura de pavimento se require que a resistencia á flexión despois de 28 días debe ser 4,5 MPa, entón estes valores límite non deben superarse en ningún; o valor límite inferior pode estar próximo ao valor condicional. Se se cumpren límites máis estreitos durante a execución do obxecto, mellor realizará a súa tarefa o contratista. É moi prexudicial se os valores condicionados están moi lonxe de certos lugares, aínda que só sexa uns poucos.
Valores históricos e receitas: As cifras, proporcións, marcas, procedementos de coidado e límites a continuación foron transferidos do artigo orixinal para preservar o contido. Non deben utilizarse como receita moderna, criterios de aceptación ou substitutos do deseño da mestura, probas de laboratorio, declaracións de materiais, plan tecnolóxico e normativa aplicable.
Resistencia á compresión do morteiro de cemento e do formigón
O tamaño da resistencia á compresión depende en gran medida das propiedades do cemento, a cantidade de cemento, a cantidade e composición de area e áridos, a cantidade de auga no formigón durante a instalación, o método de instalación, etc.
Táboa 1. A influencia da cantidade de árido na mesma cantidade de morteiro.
1. Cemento
As resistencias a compresión do morteiro de cemento e do formigón determináronse mediante observacións previas e defínense regulamentariamente.
2. Cantidade de cemento
Segundo a fig. 1a, a resistencia á compresión aumenta co aumento da cantidade de cemento se a proporción de morteiro no formigón segue sendo a mesma, mentres que a cantidade de cemento no morteiro aumenta e a consistencia do formigón mantense constantemente inalterada. Se a cantidade de morteiro permanece inalterada e só aumenta ou diminúe a cantidade de árido, a resistencia só cambiará lixeiramente sempre que a cantidade de morteiro sexa suficiente para conter todos os grans de árido. A resistencia á compresión do formigón non aumentará indefinidamente cun aumento da cantidade de cemento, só ata un determinado límite. Despois dese límite, o aumento da resistencia será insignificante en relación ao prezo, que aumentará significativamente co aumento da cantidade de cemento. A cantidade óptima de cemento para o formigón 1 m3 é 300-350 kg.
Táboa 2. A influencia da cantidade de area no formigón.
3. Cantidade de morteiro no formigón
A resistencia á compresión do formigón determínase pola resistencia do morteiro, segundo confirman as táboas 1 e 2. Isto só é válido se a resistencia do árido é maior que a resistencia do morteiro e se a cantidade de morteiro é suficiente para cubrir integralmente os grans grosos do árido.
4. Composición granulométrica dos áridos
A utilización do aglutinante conseguirase na súa totalidade se a composición granulométrica dos áridos no formigón corresponde ás proporcións que se indican graficamente na figura 2. Na figura 2, a curva totalmente estendida aplícase aos ríos e gravas trituradas. Esta curva mostra que do agregado total, 25% debe pasar por unha peneira cunha abertura #0,2mm; 65% debe pasar pola peneira de diámetro #3mm. O límite superior para o agregado está determinado por unha peneira cun diámetro de #7mm.
Os estándares actuais para determinar a composición granulométrica dos áridos son diferentes. Hai catro fraccións agregadas: 0/4mm, 4/8 mm, 8/16mm e 16/31,5mm. As categorías agregadas determínanse dependendo da cantidade de grans con sobrepeso e baixo peso.
Fig. 1.
Fig. 2.
5. Efecto da cantidade de auga no formigón fresco
A resistencia á compresión do formigón depende en gran medida da cantidade de auga engadida. A menor cantidade de auga na que o formigón alcanza a maior resistencia obtense cando, durante a compactación ou vibración do formigón, aparecen signos de “sudoración” claramente perceptibles, é dicir, cando se forma unha fina capa de leite de cemento durante a compactación. Cun aumento adicional da cantidade de auga, a resistencia á compresión diminúe. Neste caso, o factor auga-cemento está en primeiro lugar: a relación entre masa de auga e masa de cemento e 1 m3 de formigón. O factor auga-cemento óptimo para lograr unha hidratación completa é 0,38 - 0,42. Na práctica, isto é difícil de conseguir e estes valores derívanse experimentalmente, pero certamente está dirixido. Se a cantidade de auga é insuficiente, o cemento non poderá hidratarse completamente e o formigón non alcanzará a resistencia deseñada. Engadir auga cando non é necesaria tamén “asfixia” o formigón para que non alcance a súa resistencia de deseño. Despois de instalar o formigón, é necesario coidalo regularmente durante os próximos sete días. A nutrición consiste en pulverizar/regar a superficie do formigón para compensar a auga evaporada e para que o cemento poida hidratarse segundo o previsto.
6. Efecto da temperatura
Ao construír edificios na estación fría, o formigón debe almacenarse de forma que non estea exposto á influencia das xeadas antes de que o endurecemento progrese ata o punto de que a resistencia á compresión sexa polo menos 10 MPa. Se este procedemento se realiza sen máis, pódese conseguir, en primeiro lugar, o efecto necesario engadindo anticongelante, acelerador, etc. O anticongelante evita a conxelación da auga no formigón preparado e os aceleradores aceleran o proceso de hidratación, moi lento no inverno. Tamén se pode utilizar cemento aluminato, especialmente axeitado para obras en xeadas, se se trata de edificios máis pequenos. Se o formigón en estado saturado de auga está exposto frecuentemente a conxelacións e desconxelacións repetidas (por exemplo, no caso de instalacións hidrotécnicas), pódese esperar a súa destrución se o formigón ao comezo da conxelación ten unha resistencia á compresión inferior a 15 MPa. No caso de altas temperaturas do aire e do material, o formigón debe manterse constantemente húmido e fresco. Tamén é obrigatorio cubrir a masa de formigón fresco con calquera material que impida o quecemento da superficie de formigón. Baixo a influencia de altas temperaturas (máis de 50 °C) o desenvolvemento da resistencia á compresión do formigón é imprevisible se o coidado non é adecuado.
Seguridade e rendemento: o po de cemento e o formigón fresco poden danar os ollos, a pel e as vías respiratorias, e as mesturas, as bombas, os vibradores, os encofrados, os puntais e os elementos pesados conllevan riscos mecánicos adicionais. Os aditivos non se engaden arbitrariamente, nin se utilizan referencias históricas de clima frío e cálido sen receita aprobada, fichas técnicas, plan de formigonado, equipos de protección e supervisión.
Resistencia á tracción do formigón
A resistencia á tracción do formigón depende en gran medida do tamaño da sección transversal das mostras de ensaio. Ao aumentar a sección transversal das mostras, obtívose unha menor resistencia á tracción. Ao probar os prismas da sección 400 cm2, que foron feitos coa mestura habitual para formigón armado e despois de envellecer uns tres meses en aire húmido, obtivéronse resistencias á tracción duns 1,2-2 MPa. As mesturas especiais para tubos, etc. cedían a uns 4 MPa e aínda máis, se o grosor dos corpos de ensaio correspondía ao grosor empregado na práctica. Para formigón proxectado (hormigón proxectado preparado no lugar de construción), obtívose ata 3,6 MPa. A elongación do formigón ata a rotura medida en milímetros en 1m foi de media 0,07-0,13 mm/m.
A resistencia á tracción do formigón é insignificante en comparación coa súa resistencia á compresión. En case todos os casos utilízase formigón armado, que conta cunha armadura destinada a soportar as forzas de tensión no elemento. Considérase que o formigón non soporta nada en tensión, polo que os deseñadores están do lado da seguridade. A resistencia á tracción do formigón é dez veces menor que a resistencia á compresión do formigón.
Resistencia á tracción do formigón ao dobrar
A resistencia á flexión das vigas de formigón de sección rectangular é maior que a resistencia á tracción dos corpos das mesmas dimensións. Isto débese principalmente ao feito de que o coeficiente de elongación do formigón crece máis rápido que a carga, polo que non se realiza a distribución de tensión que se asume polo método habitual de cálculo. Nunha viga exposta á flexión, o esforzo de tracción máis alto ocorre só no plano límite da correa tensada, e cando a carga está no medio da viga mesmo só no bordo exterior dunha sección.
A magnitude da resistencia á flexión dos corpos de 28 días de antigüidade, feitos de formigón brando ou líquido, atopouse con 2-6 MPa; vigas de formigón compactado, mostras de formigón proyectado así como mostras de formigón proyectado, vellas durante varios meses e almacenadas primeiro en estado húmido e despois en seco, deron resultados de resistencia á flexión de 3,2 MPa. Para placas feitas do mesmo material que se mantiveron baixo a auga durante 8 días, determinouse o valor de resistencia á flexión de 6,3 MPa.
Encollemento, inchazo e fluencia do formigón
Encollemento e inchazo. Gretas por encollemento. Esfuerzos de contracción. Se se expoñen ao secado corpos de formigón que se mantiveron en estado húmido, o secado comezará na superficie e avanzará cara ao interior. No exterior, o formigón pode estar case seco ao aire mentres o seu núcleo aínda está húmido. A capa seca tende a encollerse, o núcleo húmido non, ou encollerá só un pouco. Como resultado, nun corpo de formigón deste tipo, aparecen esforzos de tracción nas superficies exteriores e esforzos de compresión no núcleo.
Se os esforzos de tracción superan a resistencia á tracción do formigón, aparecerán gretas por contracción que penetran máis ou menos profundamente cara ao núcleo, e aparecen en lugares de menor resistencia. A medida que avanza o secado, o núcleo encolle gradualmente, as tensións de tracción nas superficies exteriores diminúen.
Fig. 3.
Fig. 4.
A cantidade de contracción do formigón depende do tipo de cemento, da cantidade de cemento, da cantidade de auga durante a preparación, da composición granulométrica e elasticidade do árido de pedra, así como da idade, especialmente da forma de mantemento e do clima, e en gran medida das dimensións do elemento de formigón.
Cambios lonxitudinais do formigón en pilares e vigas expostas a cargas a longo prazo. Crepamento do formigón. As columnas que permaneceron baixo a carga admisible nun espazo seco de soto durante tres anos, e foron feitas de formigón de composición ordinaria, foron constantemente acurtadas segundo a fig.3, e columnas significativamente máis que iguais pero descargadas. Estas deformacións, que teñen lugar lentamente, superando o grao de encollemento do formigón descargado, denomínanse “fluencia”. O grao de fluencia depende da composición do formigón, do tamaño e duración da carga, así como da humidade do formigón. O formigón húmido arrastra en moito menor grao que o formigón seco, fig.4. O formigón que estivo seco durante moito tempo sen exposición á carga só se arrastra lixeiramente baixo carga. Durante a carga de tensión, a fluencia prodúcese nunha medida similar a durante a carga de compresión, fig.5.
A fluencia do formigón, é dicir, a fluencia constante do formigón baixo carga ten como resultado un aumento da proporción de armadura na recepción da carga no formigón armado, o que no caso de columnas fortemente reforzadas pode levar a un alivio significativo do propio formigón.
Fig.5.
Frajas e deformacións: as tendencias de contracción e fluencia mostradas non son unha base suficiente para avaliar gretas, deflexións, capacidade de carga ou durabilidade dun obxecto específico. Requírese unha inspección, documentación, medicións e cálculos para a construción existente; para unha nova construción son relevantes o proxecto, as propiedades do material, as condicións ambientais, a secuencia de construción e a normativa vixente.
Resistencia ao deslizamento entre armadura e formigón
O reforzo en construcións de formigón armado debe absorber completamente as forzas de tracción cando se supera a resistencia do formigón durante a tensión debido á contracción do formigón e á influencia de forzas externas. Para tal fin, é necesario que a armadura poida transferir as súas cargas ao formigón a través das superficies de contacto co formigón, para que o ancoraxe da armadura non rompa baixo as cargas permitidas. A ancoraxe está asegurada por ganchos nos extremos das barras. Os tipos de armaduras que existen, e a división realízase en base a nervaduras transversais, son: B500A (barra lisa), B500B (unha barra cunha costela nunha dirección) e B500C (barra con costelas en dúas direccións).
Reforzo e capa protectora: as marcas históricas, a descrición das nervaduras e o método de ancoraxe non son a base para a selección ou o detalle do reforzo actual. O tipo de aceiro, diámetro, unión, ancoraxe, solapamento, distancia, capa protectora e instalación están determinados polo proxecto e confirmados mediante documentación e control rastrexables na obra.
Resistencia do morteiro de cemento e formigón ao desgaste
Morteiros segundo a fig. 18 tamén son especialmente bos neste aspecto; no que se refire á composición granulométrica, deberían seguirse, en xeral, as instrucións dadas anteriormente sobre a resistencia a compresión. Ademais, recoméndase unha pedra que amose unha alta resistencia ao desgaste e ao impacto. Os aditivos que son máis resistentes que as boas pedras duras aumentan a resistencia ao desgaste do formigón se teñen un gran tamaño e forma adecuados. O formigón húmido desgasta máis rápido que o formigón seco; a humidade axuda ao lixado.
Resistencia do formigón á intemperie
Cando é necesario establecer as condicións para a produción de formigón resistente á intemperie, primeiro hai que partir da experiencia adquirida en estruturas construídas previamente. En primeiro lugar, debe prestarse atención ao seguinte:
- Como elixir unha pedra? - Moitas veces hai dificultades á hora de elixir a pedra por razóns de economía, tanto se é necesario empregar unha pedra que, como a area triturada ou a pedra triturada, resultaría plana e provocaría, polo tanto, un mal encastre do formigón, ou se se trata dunha pedra con resistencia insuficiente ás influencias meteorolóxicas. Neste sentido, deben establecerse requisitos estritos, que só se utilice pedra con boa resistencia á intemperie para o formigón externo
- Que cantidade de cemento se necesita para o formigón? - Nas superficies exteriores o formigón deberá ser suficientemente impermeable á auga. Para iso pódese utilizar o que se determinou sobre a influencia da composición granulométrica do formigón na permeabilidade á auga e, en función diso, pódese determinar a cantidade de cemento necesaria. Algunhas cantidades óptimas de cemento oscilan entre 300-350 kg por m3 de formigón, pero isto pode variar moito dun caso a outro (depende de moitos factores).
- Que tipo de granulación e que propiedades da composición granular do formigón debemos esforzarnos? - Depende do caso por caso - o agregado fluvial é máis favorable, composición desigual; o árido triturado pode ser de mellor calidade nalgúns aspectos, pero ten grans afiados que poden ser prexudiciais nalgunhas mesturas de formigón.
- Que resistencia do formigón se require? - Esta pregunta é moito máis difícil de responder que as que xa se comentaron. Polo tanto, todas as propostas anteriores fan referencia a oportunidades limitadas. Para solucionar este problema, realizáronse varias probas que demostraron a resistencia que debe ter o formigón para manterse durante moito tempo resistente á conxelación e desxeo cíclico. Concluíuse que o formigón, antes de ser exposto repetidamente á conxelación e ao desxeo, debería mostrar unha resistencia á compresión de polo menos 15 MPa. Se o formigón se procesa desde o exterior, necesítanse maiores resistencias; en tal caso, recoméndase proporcionar polo menos 25 MPa.
- Que consistencia do formigón é adecuada? - En canto á consistencia do formigón, na actualidade se entende que se debe ter coidado co formigón fundido, xa que coa súa gran cantidade de auga, favorece a excreción, cuxas consecuencias se manifestan na forma en que sobre cada capa vertida aparece unha capa máis ou menos pronunciada de morteiro de gran fino e rico en auga. Ese morteiro ten menos forza, maior poder para absorber auga, etc.
- En que medida hai que ter en conta a forma do obxecto? - Se, por exemplo, a superficie exterior está graduada, unha parte importante do formigón retén máis neve e xeo que cando se trata o muro con superficies lisas. O remollo pode durar moito tempo, polo que é máis común a conxelación e a desconxelación en estado húmido. O obxectivo é que a neve, o xeo e os restos do edificio sexan o máis curtos posible.
No caso de que o formigón sexa procesado desde o exterior, hai que ter en conta que, como resultado, a permeabilidade á auga, por norma xeral, aumenta e que se rompen grandes pezas de árido que se atopan na superficie coa ferramenta do picapedreiro. Se o formigón tratado contén armadura, é necesario ter especial precaución para preservar suficientemente o efecto protector do formigón (capa protectora) para o reforzo. A penetración de auga no formigón pódese evitar ata certo punto mediante revestimentos/aditivos.
A durabilidade non está determinada por un único valor: a exposición á auga, xeadas, sales, desgaste e acción química require unha selección coordinada de materiais, unha capa protectora deseñada, instalación e coidado controlados, drenaxe resolta, inspeccións e mantemento periódicos. Un revestimento ou aditivo por si só non pode compensar a composición incorrecta, a mala instalación, as fisuras, a capa protectora insuficiente ou a retención de auga non resolta.