Estructuras de Hormigón Armado: Componentes

Las estructuras de concreto armado son aquellas que se emplean en las modernas construcciones de edificios, lozas, complejos habitacionales y demás edificaciones que requieren una construcción rápida y económica con el fin de ahorrar costos tanto en materiales como en mano de obra y tiempo de terminación. Hay que considerar que por lo general la construcción con este tipo de sistema no requiere mucho acabado final ya que su empleo combinado con encofrados de acero, proporciona un producto liso al tacto, necesitándose retoques mínimos.

Como señalamos anteriormente el concreto armado es la combinación del concreto y el acero en armadura para que juntos formen un material combinado e indivisible. La colocación de las armaduras depende de la ubicación de la zona de tracción, es decir del lugar donde las vigas, columnas, voladizos o demás componentes se flexionarán; asimismo en los cimientos tipo losa corrida, las varillas de acero longitudinal y transversal se ponen en la parte inferior de la losa con el fin de resistir los esfuerzos de tracción y evitar las rajaduras.

Los materiales componentes de este tipo de estructuras son el concreto y la armadura de acero.

HORMIGÓN

El primer material y principal componente de las estructuras de concreto armado; es una mezcla de cemento, arena, piedra y agua en medidas proporcionales y establecidas de acuerdo al grado de resistencia que se persigue. La propiedad más importante de esta mezcla es su resistencia a la compresión (capacidad de un material para resistir esfuerzos que tienden a deformarlo), a la flexión (capacidad de un material para resistir esfuerzos que tienden a deformarlo, doblándolo), con la característica adicional de poseer poca tracción; asimismo combinado con refuerzos de acero adquiere propiedades anti cortantes.

Como señalamos líneas arriba el concreto esta compuesto de cemento como material base, se emplea por lo general el cemento Portland tipo 1; por su parte la arena debe ser limpia sin materiales extraños que pudieran afectar la resistencia del concreto. La arena más adecuada para preparar concreto es la compuesta, la cual consta de granos gruesos, medianos y finos, esta característica se encuentra comúnmente en la arena de río.

Generalmente en el concreto se utiliza piedra quebrada o chancada como se conoce comúnmente (debido a que se produce en una máquina llamada chancadora o trituradora); es preferible emplear piedra de una sola medida, es conveniente combinar entre piedra de 1” y de 1 ½ para estructuras normales y en el caso de vigas y columnas (concreto estructural) es conveniente emplear piedra de ¼ combinada con ½ o o un agregado con tamaño máximo de 3/4″. Los diferentes tamaños de piedra se consideran en la siguiente relación:

Piedra quinta: 1 cm (3/8″)
Piedra cuartilla: 1.9 cm (3/4″)
Piedra cuarta: 2.5 cm (1″)
Piedra tercera: 3.7 cm (1 1/27

Los concretos más comunes son el empleado en aceras de poco transito, contra pisos (falso piso) de viviendas y para cimientos con una resistencia: 175 kg/cm2 (2,500 Ib/pulg2), la mezcla es equivalente a un saco de cemento, 2 cajas de arenas, 4 cajas de piedra quebrada o grava. Para el caso de estructuras de alto tránsito como aceras o estructuras que soportan peso o gran tensión como columnas, vigas y voladizos se emplea un concreto con una resistencia de 210 kg/cm2 (3000 Ib/pulg2) a partir de un saco de cemento, 2 cajas de arena, 2 cajas de piedra quebrada o grava.

Preparación del Hormigón.

El concreto u hormigón se prepara en la mezcladora o trompo mezclador (también conocido como batidora); este debe mezclarse durante tres minutos como mínimo. Debemos considerar de agregar la cantidad justa de agua ya que un exceso de este componente crea burbujas de aire que dan por resultado un concreto poroso y de poca resistencia (si fuera el caso se puede solucionar empleando un vibrador de concreto).

La mezcla apropiada es emplear por cada saco de cemento (saco de 42.5 Kgs.) unos 18 litros (cinco galones) de agua, dependiendo si la arena esta o no seca.

Fraguado y Endurecimiento del Concreto

El proceso de endurecimiento (fraguado) del concreto se debe a la combinación del agua con las partículas de cemento las cuales reaccionan hidratando sus componentes. Para obtener un concreto seco de alta calidad es necesario controlar las condiciones de hidratación y humedad, por ello es necesario para completar el endurecimiento o fraguado mantener humedo el concreto durante los primeros 7 días del proceso de secado el cual en total tiene una duración de aproximadamente 28 días, tiempo necesario para obtener un endurecimiento natural y lograr la calidad requerida.

ARMADURA DE ACERO

Las armaduras de acero se hacen de acuerdo con los planos estructurales de construcción. Se emplean tanto en posición vertical como horizontal, verticalmente se emplean para columnas y en posición horizontal para las vigas y voladizos.

Las varillas se cortan y doblan antes de comenzar la construcción, van enterradas en la zanja inicial para el caso de columnas. Para el proceso de doblado se emplea un banco de trabajo para doblar varillas que no es más que un tablón de 5 cm x 30 cm x 3,30 mts. (2″ x 12″ x 3.30 mts.) de madera semidura con pines de acero según las medidas para crear estribos y colocado sobre caballetes; actualmente se esta difundiendo el empleo en obra de columnas electrosoldadas pre-fabricadas por lo que esta herramienta va quedando en desuso. Un detalle adicional es que la mezcla de concreto debe por lo menos cubrir las varillas en una pulgada para evitar rajaduras. Las médidas comerciales de varillas y su empleo son:

Varilla de 6 mm de diámetro = 1/4 pulg, estribos y refuerzos.
Varilla de 9 mm de diámetro = 3/8 pulg. refuerzos de lozas, vigas ligeras.
Varilla de 12 mm de diámetro = 1 /2 pulg. columnas y vigas matrices.
Varilla de mm de diámetro = 5/8 pulg. armaduras de edificios, columnas de soporte y vigas maestras.
Varilla de 19 mm de diámetro = 3/4 pulg. armaduras de edificios, columnas de soporte y vigas maestras.