- El amasado se debe prolongar durante el tiempo preciso para obtener un hormigón fresco homogéneo, para lo cual los medios utilizados han de ser los idóneos y el tiempo el suficiente en función de las características del hormigón que se prepara. El transporte -en su caso-, así como la puesta en obra -vertido y compactación- han de llevarse a cabo de forma tal (y la compactación con los medios adecuados en cada caso) que el hormigón fraguado y endurecido tenga la máxima densidad y compacidad.
Se insiste una vez más en que la compacidad del hormigón es más una cuestión -casi exclusiva- de proyecto del hormigón (materiales y dosificación) y sobre todo de ejecución, que del tipo de cemento utilizado en cada caso. Se debe evitar la segregación de los componentes del hormigón, tanto por sedimentación como por exudación y reflujo de parte de su lechada y componentes más finos.
- La compacidad del hormigón debe ser la máxima (densidad, grado de cerramiento, impermeabilidad) alcanzable con los medios de compactación de que se disponga y que deberán ser los más adecuados, según las circunstancias. Se insiste una vez más en que se debe evitar todo cuanto pueda contribuir a la segregación de los materiales del hormigón, a la exudación del mismo, a la sedimentación y a la formación de “nidos” y coqueras en el material.
Desde el principio, los materiales (áridos: por su naturaleza, proporción y granulometría) y la dosificación (de cemento y de agua: la relación agua/cemento) deben ser tales que permitan una compacidad mínima idónea. Esto es particularmente exigible cuando el hormigón haya de estar sometido a posibles ataques por agresivos químicos del terreno o de aguas (del suelo, marinas o de desagües).
La compacidad del hormigón, a igualdad o semejanza de lo demás, es el factor más determinante de su durabilidad o resistencia química, como ya ha quedado expuesto. Más aún: es el factor decisivo, por encima de todo otro.
- El curado requiere en cualquier caso la máxima atención particularmente en las primeras edades del hormigón, y se debe prolongar durante el tiempo necesario, antes de desencofrar, descimbrar o apear las estructuras, particularmente en clima o tiempo frío y seco.
Asimismo se ha de prolongar el curado húmedo en tiempo caluroso y seco, y más aún con viento. En toda circunstancia se debe evitar la desecación rápida causante de la retracción plástica, sobre todo en elementos de gran superficie y/o pequeño espesor, así como la retracción térmica y la hidráulica, particularmente en elementos de mediano o gran volumen, sobre todo con dosificaciones medias o altas de cementos de clases de resistencia asimismo alta o media. Entre las medidas para impedir la retracción plástica está la ya citada de evitar la exudación y el reflujo de lechada y finos del hormigón fresco.
Los cementos que mayores atenciones de curado requieren son los de menor clase de resisténcia, los de menor contenido de clinker, aquellos cuyas adiciones son más sensibles: escorias de horno alto -CEM III-, cenizas volantes, puzolanas naturales, y los que se emplean con dosificaciones bajas. En cualesquiera de estos casos el curado debe ser prolongado y cuidado al máximo.
En cuanto a los tipos y subtipos, los cementos más sensibles al curado -y sobre todo a su falta o defectos- son: los CEM III/B, CEM III/A, CEM V/A, CEM II/B-M, CEM IV/B, CEM IV/A, CEM II/B-S, CEM II/B-V, CEM II/B-P, por lo que respectas los comunes de la Norma ENV 197.1:2000.
También son muy sensibles a un curado poco cuidadoso los cementos para usos especiales ESP VI-1 y ESP VI-2 de la Norma UNE 80307:1996.
En estos casos, particularmente, suele ser aconsejable la utilización de productos y técnicas de curado especiales, así como algún tipo de protección del hormigón, sobre todo en condiciones atmosféricas ambientales extremas.
Asimismo se deben extremar las precauciones cuando se utilicen cementos de aluminato de calcio, de la Norma ENV 197.1:2000, particularmente en cuanto a las condiciones idóneas para su curado, evitando calentamientos por encima de 25 ºC y desecaciones durante las primeras 24 ó 48 horas, por lo menos, teniendo en cuenta el grande y rápido desprendimiento de calor de estos cementos.
Su empleo exige limpiar perfectamente las hormigoneras y herramientas antes de amasar, y en la manipulación del material fresco. Este no se debe reamasar.
Es preciso garantizar un mayor y más compacto (impermeable) recubrimiento de las armaduras -en el caso de hormigón armado- que en el caso de utilizar cemento portland; especialmente en ambientes agresivos, o con humedad y temperatura ambientales altas.
2.5.- Generalidades en relación con las circunstancias de hormigonado .
Si se consideran aisladamente como circunstancias principales, aunque no únicas, de hormigonado las siguientes: -Tiempo frío (eventualmene con heladas)
- Tiempo caluroso y seco (eventualmente con viento)
se pueden hacer a priori las siguientes consideraciones de carácter general. 2.5.1.- Hormigonado en tiempo frío.
Con objeto de que las bajas temperaturas ambientales no retrasen demasiado los procesos de fraguado y endurecimiento del hormigón, se deberán utilizar, siempre que sean compatibles con otros aspectos dignos de consideración, los cementos que desarrollen la mayor cantidad posible de calor de hidratación, y tanto más cuanto que por las dimensiones y geometría de los elementos hormigonados -relación superficie a volumen o masa y espesores- éstos se puedan enfriar más rápidamente y experimentar las consecuencias de un fuerte choque térmico.
Tales cementos son, por su orden, dentro de los de norma ENV 197.1:2000:
(a).- Los que mayor cantidad de clinker -menor de adiciones- tienen en su composición, los cuales, a su vez, son, por su orden:
CEM I; CEM II/A-D; CEM III/A-S; CEM II/A- M; CEM II/A-V; CEM II/A-P; CEM III/A-L; (b).- Aquellos cuyo clinker es más rico en aluminato tricálcico y en silicato tricálcico;
(c).- Dentro de las condiciones anteriores, aquellos cuya(s) adicion(es), bien por su capacidad hidráulica latente potencial, o puzolánica, o mixta, desprendan mayor calor de reacción (escorias de horno alto), humo de sílice, cenizas volantes y puzolanas naturales -la adición caliza prácticamente no tiene efecto térmico o lo tiene incluso negativo en la hidratación-);
(d).- A igualdad o semejanza de otras circunstancias, los cementos de más alta clase o categoría resistente: 52.5R; 52.5; 42.5R; 42.5; 32.5R; 32.5; 22.5, dentro de cada tipo o subtipo que las pueda alcanzar;
(e).- A igualdad o semejanza de lo demás influye también de forma directa, entre otros parámetros, la dosificación de cemento en el hormigón
kg
3m
y de forma inversa la relación agua/cemento;(f).- La finura del cemento no influye en el calor de hidratación total, pero sí directamente en la velocidad de su desprendimiento.
Los 16 Cementos de la de norma ENV 197.1:2000, ordenados de mayor a menor contenido de clinker, según (a), y según la naturaleza de la adición que contengan, según (c), se pueden agrupar en tres bloques, a saber:
(i).- Uno, de seis cementos con contenidos decrecientes de clinker entre 100 % como máximo, o entre 80 % y 94 %, a saber:
CEM I (de 95 a 100 %); CEM II/A-D (de 90 a 94 %);
CEM II/A-S. CEM II/A-M, CEM II/A-V, CEM II/A-P (de 80 a 94 %).
(ii).- Otro, formado por otros 6 cementos, uno, el primero, con el mismo contenido de clinker que los anteriores, pero con adición caliza mucho menos activa que las de los cementos de (i); y los restantes con contenidos de clinker entre 65 % y 89 el segundo, y entre 65 % y 79 % los otros cuatro:
CEM II/A-L; CEM IV/A; CEM II/B-S; CEM II/B-M; CEM II/B-V; CEM II/B-P.
(iii).- Y un tercero formado por los cuatro cementos restantes con contenidos de clinker entre 45 % y 64 %, 40 % y 64 %. 35 % y 64 %, y 20 y 34 % por este orden:
CEM IV/B; CEM V/A; CEM 111/A; CEM 111/11.
Según lo que precede, los cementos de ( i), por su orden, serían los más adecuados -‘muy utilizables” - en caso de hormigonado en tiempo frío, seguidos de los de (ii) -‘utilizables”- y de los de (iii) -“poco o menos utilizables” (en algún caso incluso “no utilizables” en absoluto)-.
La calificación y el orden de aptitud -utilización- de los cementos anteriores podrían ser alterados cuando primaran otros factores relativos a la resistencia mecánica o a la durabilidad (determinados ataques químicos al hormigón, corrosión de armaduras, etc.).
Naturalmente que si el tiempo o clima frío implica la posibilidad de heladas, aparte de utilizar uno u otro cemento en función de lo anterior, será preciso proteger preventivamente al hormigón -a priori, calentando el agua de amasado y/o los áridos y utilizando agentes inclusores de aire; y a posteriori con los medios adecuados, cuidando especialmente el curado y prolongándolo lo suficiente cuando, por las causas que fueren -primacía de otros factores de los antes señalados- hubiera que utilizar cementos “menos (o poco) utilizables”, ya que éstos son más sensibles a las condiciones del curado y al tiempo de duración del mismo.
2.5.2 Hormigonado en tiempo caluroso y seco.
En tal caso la circunstancia es contraria: es conveniente que los procesos de fraguado y endurecimiento no se precipiten y que no se produzcan desecaciones rápidas e intensas del hormigón por evaporación de su agua, sobre todo si concurren una fuerte insolación, una baja humedad relativa del aire, y una acción continuada del viento seco, ya que todo ello podría dar lugar a una gran retracción plástica y consiguiente fisuración y agrietamiento del hormigón. Los efectos dependen asimismo de la masa, geometría y dimensiones de los elementos hormigonados (relación superficie/volumen y espesor).
Aparte de otras medidas a tener en cuenta en la tecnología del hormigón -enfriamiento de los áridos yio del agua de amasado, utilización de hielo, etc.-, por lo que a los cementos utilizables se refiere, serían los que desarrollasen un bajo calor de hidratación (es decir, los cementos “BC” de la Norma ENV 197.1:2000). Los cementos que más fácilmente cumplirían esta condición, dentro de los de la tabla 2, y por su orden, serían:
(b).- Dentro de ellos, aquellos cuya adición, tanto por acción hidráulica potencial (escorias de horno alto) como puzolánica (puzolanas naturales y la mayoría de las cenizas volantes), como mixta (algunas cenizas volantes más silicocálcicas) desprendan el menor calor de reacción posible, sobre todo a corto plazo.
(c).-A igualdad o semejanza de lo demás, los que menor categoría o clase resistente exhiban entre las extremas 52.5R y 22.5 -en general 42.5 ó 32.5R cuando se pueda, para abajo-.
(d).-A igualdad o semejanza de otras circunstancias, influye asimismo -en sentido contrario a lo que ocurre en el hormigonado en tiempo frío-, entre otros parámetros, la dosificación (kglm3) de cemento en el hormigón y la relación agua/cemento.
Por lo tanto, para una clase de resistencia y un contenido de cemento en hormigón dados, el orden muy probable de cementos de menor a mayor calor de hidratación según (a) y (b) en conjunto, sería el siguiente:
CEM III/B;CEM III/A;CEM V/A CEM IV/B;CEM II/B-P;CEM II/B-V;CEM II/B-M; CEM II/B-S; CEM IV/A CEM II/A-L; CEM II/A-P o CEM II/A-V; CEM II/A-M; CEM II/A-S; CEM II/A-D; y CEM I.
(e).- Es decir, y como es natural, el orden inverso al resultante en el apartado 2.5.1.
Como es lógico, cualquiera de estos cementos, bien per se, o bien impuesta, tendría que ostentar la característica adicional “BC”.
Los 16 cementos así ordenados se pueden agrupar en función de sus contenidos crecientes de clinker de forma análoga a la del apartado 2.5.1, con lo cual resultarían los correspondientes tres grupos, a saber:
- Un grupo de cuatro cementos con los contenidos más bajos de clinker entre 20 y 34 %, 35 y 64 %, 40 y 64 % y 45 y 64%. Estos cementos son por su orden y teniendo en cuenta e), los siguientes:
CEM III/B; CEM III/A; CEM V/A; CEM IV/B
A estos cementos se les puede asignar un grado de utilización de “muy utilizables’, en orden de mayor a menor idoneidad para su uso en hormigonado en tiempo caluroso, por lo que se refiere a su menor calor de hidratación. - Otro grupo formado por seis cementos con contenidos de clinker entre 65 y 79 %, 65 y 89 uno de ellos entre 80 y 94 %, pero con adición caliza, poco activa (el CEM IIIA-L). Estos cementos son por su orden y teniendo en cuenta e) los siguientes:
CEM II/B-P o CEM II/B-V; CEM II/B-M; CEM II/B-S; CEM IV/A; CEM II/A-L. A estos cementos se les puede asignar la condición de “utilizables”, en el rango antes mencionado.
- Otro grupo formado por los restantes seis cementos con contenidos de clinker entre 80 y 94 % o superior. Estos cementos son, por su orden y teniendo en cuenta e), los siguientes:
CEM II/A-P o CEM II/A-V; CEM II/A-M; CEM II/A-S; CEM II/A-D; CEM I A ellos se les puede aplicar la calificación de “poco -o menos- utilizables”, dentro del citado rango.
Cabe repetir aquí el argumento anterior de que, en función de la situación de unos cementos u otros dentro de sus respectivos márgenes de composición -porcentajes de clinker-, se podrían dar alteraciones en el orden establecido en (d) y (e), pero escasamente en cuanto a las calificaciones de utilización ya señaladas.
En cambio, sí se tendrían que tener en cuenta alteraciones de orden justificadas -y hasta obligadas- en función de las limitaciones en cuanto a las clases de resistencia alcanzables con cada tipo y subtipo de cemento, y también en cuanto a sus respectivas susceptibilidades a las condiciones y cuidados necesarios en el curado.
En efecto, es bien sabido que los cementos con mayor contenido de adiciones -menor de clinker-, y en particular los de subtipo B en general, y más particularmente cuando las adiciones son escorias de horno alto, requieren un curado más esmerado, evitando al máximo su desecación.
Una vez más este orden podría ser modificado si fuera necesario tomar en consideraciones otros factores relacionados con la durabilidad de las armaduras (corrosión) o del hormigón en sí, por ataques químicos del medio.
Por supuesto que, con independencia de usar un cemento u otro, el hormigonado en las circunstancias señaladas requiere unas condiciones de curado especiales.
2.6.- Medidas contra la retracción .
La prevención de la fisuración por retracción de todo tipo (hidráulica o térmica) exige el empleo de cementos de calor de hidratación no muy elevado (con discretos contenidos de silicato y aluminato tricálcicos), no excesivamente finos - sobre todo si son portland sin adiciones (CEM I) y más aún portland blancos (BL I)-, así como la utilización de dosificaciones no muy elevadas y de relaciones agua/cemento bajas.
Particularmente en hormigones masivos o de grandes espesores, y si se hormigona en tiempo o climas calurosos y secos, en los que puede ser fácil la desecación, lo cual requiere adoptar las oportunas medidas en cuanto al curado para evitar la retracción plástica, si las condiciones de temperatura y humedad relativa ambientales, así como la acción del viento, la favorecen.
2.7.- Compatibilidad de los cementos e idoneidad de los áridos y de las aguas de amasado .
En principio, todos los cementos fabricados a base de clinker portland son compatibles entre sí. No lo son, en cambio, dichos cementos y los de aluminato de calcio.
Salvo en este caso, en general las propiedades de una mezcla de cementos constituidos a base de clinker portland son función de las de los componentes, tanto desde el punto de vista cualitativo como, en algunos aspectos, también cuantitativo.
No obstante, se debe en lo posible evitar las mezclas y, en todo caso, es aconsejable comprobar de antemano las características de las mismas, pues pudiera haber comportamientos diferenciales en cuanto a su fraguado y/o a su endurecimiento. Por supuesto que, de todos modos, las mezclas deben ser homogéneas.
Son también compatibles, en principio, 16s hormigones de cementos a base de clinker portland puestos en contacto, pero no lo son éstos con los hechos a base de cemento de aluminato de calcio.
La experiencia previa, si existe, puede orientar; pero en cualquier circunstancia es recomendable la experimentación preliminar.
En el caso de los cementos blancos debe existir compatibilidad entre ellos y los áridos que se utilicen para los hormigones blancos, así como con los filleres que como pigmentos minerales se empleen en morteros u hormigones coloreados.
También debe existir compatibilidad entre los demás cementos y los áridos, no debiendo utilizarse los que sean reactivos con los álcalis de aquellos. En caso de tenerse que usar tales áridos es preciso emplear con ellos cementos de bajo contenido de álcalis, no contemplados cola Norma ENV 197.1:2000. En principio, tales cementos, dentro de los portland de los tipos CEM I, son los que contienen menos de 0.6 % de álcalis totales, expresados como óxido sódico equivalente (Na2O % + 0.658 K2O %). En casos semejantes son particularmente utilizables y recomendables los cementos puzolánicos tipo CEM IV, entre otros (por ejemplo, los de horno alto tipo CEM III).
Los áridos deben estar en todo momento exentos de materiales finos (limos, arcillas, feldespatos, micas, etc.) adheridos, los cuales pueden perturbar el fraguado y el endurecimiento, aportar álcalis, dallar la adherencia entre pasta o mortero y áridos o armaduras y, en definitiva, rebajar la calidad y perjudicar el buen comportamiento y la durabilidad del hormigón.
En cuanto a las aguas de amasado, estas deben ser tales que no contengan disueltas, o en suspensión, emulsión, etc... materias que, por su naturaleza o cantidad, puedan alterar o perturbar el normal desarrollo de los procesos de fraguado y endurecimiento del cemento, e indirectamente perjudicar a la resistencia, a la estabilidad o a la durabilidad del hormigón.
2.8.- Observación final .
A todos los efectos, no ya de los cementos, sino, en general, de los restantes materiales del hormigón: áridos, aguas, aditivos y armaduras, así como de la de ejecución del hormigón en si, se deberán tener presentes las prescripciones y recomendaciones de la Reglamentación Oficial: Instrucciones, Normas, etc., vigentes para hormigón en masa, armado o pretensado.
Asimismo se deberán tener en cuenta las recomendaciones para la confección de elementos, prefabricados o no, tales como viguetas, canaletas, placas, tubos, etc., de hormigón masivo, armado o pretensado, en cuanto al empleo especifico de los cementos, en relación con los restantes materiales.
En particular habrá que tomar en consideración la Instrucción EHE, así como las que en un futuro emanen de las organizaciones europeas comunitarias competentes, en particular el proyecto de Norma Europea prEN 206, proyecto de próxima votación final basado en la Norma Europea Experimental ENV 206, cuando como tal la Norma Europea EN 206 entre en vigor con carácter definitivo y obligatorio.
3.- Utilización de los cementos de las normas UNE. 3.1.- Observaciones de carácter general.
3.1.1.-De orden técnico.
Las siguientes acerca de la utilización de los cementos de las normas indicadas, según las obras y trabajos específicos en los que hayan de ser empleados, corresponden a las expuestas en el apartado 2, si bien con otro criterio distinto de presentación.
Son las presentes tal vez más amplias, en el sentido de que hacen destacar más dos hechos: uno, que un mismo tipo y/o clase y/o categoría de cemento de las Normas que encabezan el título puede tener varias y diversas aplicaciones; y otro, que para un mismo fin se pueden utilizar cementos de distintos tipos y/o categorías. Ello depende de las finalidades o condicionantes -durabilidad, calor de hidratación, etc.- y de la resistencia mecánica que dentro de ellos sea preciso alcanzar en cada caso.
El orden de exposición de los distintos cementos utilizables para un mismo fin no indica necesariamente orden prioritario de preferencia en todos los casos, aunque, de una forma muy general, se adepta a este criterio.
De acuerdo con esto se puede apreciar, por ejemplo, que en la prefabricación, y por lo que a los cementos portland Tipos CEM I y CEM II se refiere, el orden de preferencia se invierte, según se trate de prefabricados con o sin tratamientos hidrotérmicos a presión ordinaria. Se puede apreciar también que en el caso de hormigón en masa o armado en contacto con terrenos yesiferos, y por lo que atañe a los cementos portland Tipo CEM I resistentes al yeso, el orden indicado -y que, en general, coincide con el prioritario-, es el de menor a mayor resistencia mecánica.
En los apartados 4 y 5 se mantendrá el criterio de indicar, para una misma utilización, dos o más clases resistentes de uno o varios tipos de cementos, cuando en principio podría parecer que bastaría con una sola, puesto que el intervalo de cada clase resistente es aparentemente de 20