Unitat 5. El Formigó 1CM OIDR PDF

UNITAT 5. EL FORMIGÓ CURS: 1CM OIDR MÒDUL: CONSTRUCCIÓ PROFESSOR: SALVADOR ORDAZ GRANDE Índex 1. Introducció 7. Encofrats 2. Tipus d’esforços 8. Separadors i calzos 3. Normativa sobre el formigó 9. Tractaments super cials...

UNITAT 5. EL FORMIGÓ CURS: 1CM OIDR MÒDUL: CONSTRUCCIÓ PROFESSOR: SALVADOR ORDAZ GRANDE Índex 1. Introducció 7. Encofrats 2. Tipus d’esforços 8. Separadors i calzos 3. Normativa sobre el formigó 9. Tractaments super cials 4. Tipus de formigó 5. Tipi cació del formigó 6. Acers per a l’armat fi fi 1. Introducció No es sap amb certesa quan es va descobrir o utilitzar per primera vegada el formigó. A l’edat de pedra, 7.500 anys a.c., els sòls de les vivendes es construïen unint terra calcàrea, arena, grava i aigua, formigons rudimentaris. Fa 4.500 anys a.c. els egipcis empraren algeps cuit per a construir la piràmide de Cheops, formigons primitius. Els grecs, fa més de 2.300 anys a.c. utilitzaren terra volcànica extreta de l’illa de Santorín. A més, mesclaven calcàrea calcinada amb argila cuita i aigua. El poble romà també va emprar formigó en les seues construccions utilitzant cal com aglomerant. Un exemple és el clavegueram de Roma fa 600 anys a.c.. Elaboraven les seues fàbriques (opuc caementicium) amb una mescla de cudols (caementa) i aglomerant de cal. La paraula va passar de la pedra a l’aglomerant, d’ahí cement. Cap a l’any 200 a.c. es descobreix el cement romà, la putzolana, que mesclada amb aigua i cal formava un aglomerant hidràulic. 1. Introducció En el s. XIX es descobreix l’actual cement de Portland, una mescla de calcària i argila calcinada a alta temperatura. El formigó actual és una mescla de cement, arena, grava i aigua. Com el formigó treballa bé amb els esforços de compressió però molt mal amb els esforços de tracció, s’introduiran varetes d’acer per a millorar els esforços de tracció. El formigó amb varetes s’anomena formigó armat, i sinó en porta, formigó en massa. Les principals característiques del formigó armat són la facilitat i rapidesa de construcció, l’adaptació a qualsevol motle, bona durabilitat i estabilitat davant el foc. 2. Tipus d’esforços Compressió: Quan les forces exteriors tendeixen a comprimir, a esclafar i acurtar la seua longitud. Tota disminució de la longitud comporta un augment de la seua dimensió transversal. És el cas d’un pilar, un suport o un ciment. 2. Tipus d’esforços Tracció: Quan les forces exteriors tendeixen a allargar, a traccionar. Tota augment de la longitud comporta una disminució de la seua secció transversal. És el cas d’un cable, un tirant o una peça pretensada. 2. Tipus d’esforços Flexió: és un esforç compost de compressions i traccions. És el cas d’un llinda (dintel) que cobreix un buit o una biga, en els que la part inferior tendeix a allargar-se (tracció) i la superior a apretar-se (compressió). 2. Tipus d’esforços Vinclament (pandeo): és un esforç combinat de compressions i traccions, i pot aparéixer en peces nes exposades a compressió, ectant lateralment. Es té que tindre molt en compte en els pilars. fi fl 2. Tipus d’esforços Cisallament i tallament: és un esforç de tall transversal a una peça. Apareix en els suports de les bigues, en els encontres de biga-pilar, pilar-sabata, etc. 2. Tipus d’esforços Torsió: quan una secció transversal tendeix a girar respecte a la contigua. El trobem en el eixos de transmissió de les màquines i també en alguns casos d’estructures d’edi cació com les volades. fi 3. Normativa espanyola sobre el formigó Per a les obres de construcció de formigó armat tenim que complir amb el Codi Estructural, reglament de obligatori compliment, que regula les estructures de formigó, d’acer i mixtes de formigó-acer. El codi estructural s’aplica tant en edi cació com en obra civil. Substitueix a l’anterior Instrucció de Formigó Estructural EHE-08. Satisfà els requisits de seguretat estructural, seguretat en cas d’incendi i protecció del medi ambient. fi 4. Tipus de formigons Els tipus de formigó que podem trobar a l’hora d’executar una obra són: - Formigó en massa HM, amb àrids reciclats HRM - Formigó armat HA, amb àrids reciclats HRA - Formigó pretensat HP - Formigons especials HE: - Formigó d’alta resistència - Formigó de neteja - Formigó autocompactant - Formigó antibaterià - Formigó reforçat amb bres - Formigó lleuger - Formigó projectat - Formigó pesat - Formigó drenant - Formigó refractari fi 4. Tipus de formigons Formigó en massa HM: és el formigó que no conté en el seu interior armadures d’acer. Aquest formigó solament és apte per a resistir esforços de compressió, com són els casos d’algunes cimentacions (rases-zanjas i pous), murs, soleres, emplenaments i confecció d’elements prefabricats. També s’inclouen com formigons en massa o formigons lleugerament armats, aquells que inclouen una malla electrosoldada, per a repartir forces. 4. Tipus de formigons Formigó armat HA: quan en l’interior d’una peça de formigó en massa es disposen armadures o varetes de acer corrugat parlem de formigó armat. Aquestes armadures resistiran els esforços de tracció, mentres que el formigó en massa resistirà els esforços de compressió. S’utilitzen per a executar elements de cimentació, murs i estructures. 4. Tipus de formigons Formigó en pretensat HP: és el formigó que té en el seu interior una armadura especial sotmesa a tracció. Pot ser pretensat si l’armadura s’ha tensat prèviament a la col·locació del formigó en massa, o postensat si l’armadura s’ha tensat una vegada el formigó ha adquirir al seua resistència. El formigó pretensat consisteix en tensat les armadures d’una peça, abocar el formigó i soltar-les una vegada haja endurit. Al soltar les armadures estes tractaran de tornar a la seua posició inicial, originant així un esforç de compressió que ajudarà a suportar els esforços de tracció. S’empra solament en elements prefabricats, biguetes i semi-biguetes de formigo pretensat.  4. Tipus de formigons Formigó especials HE: Són aquells que les sues característiques i components varien dels anteriors. Presenten un ús i aplicació particular. - Formigó d’Alta resistència: Millora la seua resistència als esforços de compressió, passa de 10-35 N/mm2 dels normals a més de 50 N/mm2. Si supera els 90 N/mm2 s’anomena de molt alta resistència, i si supera els 125 N/mm2 s’anomena super-formigó. Permet la construcció de les infraestructures més grans, ja siguen d’obra civil o d’edi cació, aconseguint element estructurals de gran altura i poca secció. Aqüeducte. Construcció d’obra Edi cis gratacels civil. fi fi 4. Tipus de formigons - Formigó Auto-compactant: Aquell formigó capaç de uir per l’interior d’un encofrat de forma natural, permetent passar entre les varetes de l’armadura sense cap problema. En la seua fabricació s’utilitzen àrids ns en la mescla. fi fl  4. Tipus de formigons - Formigó reforçat amb bres: S’a gen bres d’acer, polímers o vidre, millorant la resposta davant els esforços de tracció. El brocement és una matriu reforçada en bra de vidre que augmenta la resistència a la exotracció. Les bres utilitzades poden ser de tres tipus: minerals ( bres de vidre), orgàniques ( bres de polipropilé) i metàl·liques ( bres d’acer inoxidable). Els usos més freqüents són: · Sostindre terres en talús i excavacions · Piscines, soleres i paviments en substitució de la malla. · En ambients marins per a evitar la corrosió de l’acer. Fibrocement · Canonades i conductes d’aigua. · Elements prefabricats de formigó de tipus panell de façána o peces de decoració fi fi fi fi fi fi fi fl fi fi 4. Tipus de formigons - Formigó projectat: És un sistema de posta més que un tipus de formigó. El formigó es projecta a pressió mitjançant un canó sobre una superfície, vertical o horitzontal. La mateixa pressió és su cient per a compactar el formigó contra la superfície amb una bona densitat. S’utilitzen additius que faciliten l’aplicació. - Formigó drenant: Constitueix superfícies fermes i molt poroses, facilitat la circulació d’aigua. S’utilitza en urbanitzacions, piscines, rentadors, … fi 4. Tipus de formigons - Formigó neteja: D’ús no estructural, s’utilitza per adequar l’espai on es va assentar el formigó estructural. Forma una capa entre aquest i el terreny evitant la contaminació i dessecació durant les primeres hores de formigonat. - Formigó antibacterià: S’aconseguix mitjançant un additiu o bres biocides que impedixen el desenvolupament de microorganismes en la superfície. S’utilitza en hospitals, piscines, granges, industries alimentaries, cuines,… fi 4. Tipus de formigons - Formigó lleuger: S’utilitzen quan es vol aconseguir un bon poder aïllant, així com una reducció de pes, respecte un formigó normal. Es poden aconseguir afegint àrids lleugers (argiles expandides, vermiculita, perlita, …), materials espumants o sense utilitzar àrids ns. Amb àrids lleugers Amb materials espumants Sense àrids ns - Formigó pesat: Amb densitat superior a 2.8 Kg/dm3 davant els 2.4 Kg/dm3 dels normals. S’utilitza en proteccions nuclears, blindatges, etc. S’utilitzen àrids metàl·lics com ferro, barita i magnetita. fi fi 4. Tipus de formigons - Formigó refractari: S’utilitza cement aluminòs en compte de cement Portland i àrids refractaris millorant el comportament en altes temperatures. S’utilitza en forns industrials i en la fabricació de rajoles refractaries per a xemeneies i lloc on fer foc (barbacoa, paellero, etc.). Esquerra, forn refractari. Dreta, blocs de cement refractari. 5. Tipi cació dels formigons El còdic estructural que substitueix l’antiga instrucció EHE-08, tipi ca la manera d’anomenar als formigons utilitzats segons les seues propietats. D’aquesta manera sempre seguirà el següent format, que deurà aparéixer en els plànols dels projecte i en el Plec de Prescripcions Tècniques Particulars del projecte): fi fi 5. Tipi cació dels formigons La resistència característica R és la resistència a compressió que deurà adquirir el formigó als 28 dies, expressada en N/mm2. La consistència C del formigó és la facilitat de deformar-se sense aplicar-li cap esforç. El tipus de consistència dependrà de l’assentament que sofrisca la massa en l’assaig del Con d’Abrams. fi 5. Tipi cació dels formigons Les grandàries màximes dels àrids TM, en funció d’on s’han d’aplicar, són les següents: El tipus d’ambient A del formigó indica l’ambient a que estarà sotmès el formigó al llarg de la seua vida segons l’ubicació. A continuació es mostren els tipus segons el codi estructural. La designació del tipus d’ambient relatiu a la corrosió o deterioració de les armadures pot ser de molts tipus. La carbonatació en el formigó és la pèrdua de pH que ocorre quan el diòxid de carboni atmosfèric reacciona amb la humitat dins dels porus del formigó. Este fet converteix l’hidròxid de cals (amb alt pH) a carbonat càlcic que té un pH més neutral. fi 5. Tipi cació dels formigons fi 5. Tipi cació dels formigons fi 5. Tipi cació dels formigons Un exemple de designació pot ser el següent: On parlem d’un formigo armat, de 35 N/mm2 de resistència, de consistència blana, amb un àrid de 12mm de grandària màxima i preparat per a un ambient marí pròxim a costes. fi 6. Acers Les armadures utilitzades en el formigó armat les podem trobar en forma de barres corrugades o malles electrosoldades. Les barres corrugades són barres d’acer que es de neixen pel seu diàmetre i pel límit elàstic. Tenen la funció de millorar la resistència als esforços de tracció en el formigó armat. fi 6. Acers El diàmetres nominals de les barres corrugades s’ajusten a la següent sèrie: En quant a límit elàstic, podrà ser de 400 o 500 N/mm2. Les barres corrugades es designen de la següent manera: - B-400S, barres corrugades de límit elàstic de 400 N/mm2, soldables. - B-500S, barres corrugades de límit elàstic de 500 N/mm2, soldables. - B-400SD, barres corr. de límit elàstic de 400 N/mm2, soldables i dúctils. - B-500SD, barres corr. de límit elàstic de 500 N/mm2, soldables i dúctils. Les dos últimes tenen la característica de ser més dúctils, la qual cosa permet majors deformacions sense trencar-se. Idònies per a zones sísmiques. 6. Acers Segons la funció que exercixen les barres corrugades dins de la massa de formigó, reben el nom de: - Armadura principal: és l’armadura longitudinal de les peces i que es calcula per a resistir els esforços de tracció. - Estreps o cèrcols: són armadures transversals que rodegen o abracen la resta d’armadures. Tenen com a missió absorbir els esforços tallants en les bigues i en els pilars disminueixen l’efecte de vinclament (pandeo) de les armadures principals Armadura tipus de pilar o suport Armadura tipus de biga o jàssera 6. Acers Armadura de muntatge, no té cap funció resistent, es col·loca per a facilitar el muntatge de l’armat de la peça. En aquesta classe podem parlar de pates i gelosies. Malles electrosoldades, són quadrícules de barres corrugades que ja venen muntades a obra. Els poden anar de 5 a 14 mm. S’utilitzen generalment en la part superior de forjats i soleres amb la funció de repartir càrregues. 7. Separadors i calzos Per assegurar un recobriment mínim de formigó sobre les armadures longitudinals s’empraran separadors o calzos. Aquest recobriment vindrà regulat per la classe d’exposició on es trobe l’element de formigó armat. 8. Encofrats Altre element fonamental en l’execució de les obres de formigó és l’encofrat, ja que necessitem alguna cosa que continga i done forma al formigó mentres s’endureix. És una construcció auxiliar realitzada in situ, la qual funció és la de donar forma de nitiva als diferents elements construïts amb formigó. En l’encofrat, al ser una construcció auxiliar, haurà de tenir-se en compte la facilitat de desmuntatge, que es denomina desencofrat, així com la possibilitat de reutilitzar-se. fi 8. Encofrats Encofrat vertical per a pilars Encofrat horitzontal per a forjats Encofrat vertical per a murs 9. Tractaments super cials Formigó per a revestir: és aquell en el que no importa el seu aspecte exterior, perquè va a ser revestit posteriorment. És el formigó normal, sense tractament super cials. Formigó vist: hi ha que aconseguir acabaments de bona qualitat, emprant per a això encofrats de fusta, metàl·lics, de plàstics o escaiola, que deixen les cares ben llises, sense defectes i amb una coloració uniforme. fi fi 9. Tractaments super cials Formigó al xorro d’arena: és aquell que rep un tractament que es realitza projectant arena a pressió sobre la superfície desencofrada en edats primerenques, abans que el formigó adquirisca la resistència nal. Formigó rentat: aquest tractament consisteix en rentar el morter super cial abans de que endurisca el formigó, quedant la grava a l’aire. fi fi fi 9. Tractaments super cials Formigó imprès: amb el formigó encara fresc i amb ajuda d’uns motles, normalment de plàstic o goma, es va pressionant la superfície del parament per a que quede marcat el dibuix del motle. Es sol utilitzar per a paviments, simulant llambordes (adoquines), pedres, etc. fi 9. Tractaments super cials Formigó arrapat o rascat: es realitza mitjançant raspalls metàl·lics o rasquetes. Es tracta així de formigons de curta edat, encara tendres. Formigó polit: S’aplicar en superfícies horitzontals. fi