Hormigon Armado

Reseña Histórica

En Francia tuvo su origen el hormigón armado. En 1854 el industrial Lambot descubre el interesante hecho, es decir: el aumento de resistencia del hormigón al armarlo con hierro y construye la primera embarcación con estos materiales, que aún se conserva y se exhibe en el Parque de Miraval.

En 1861 el Ing. Coignet obtiene una patente ya para la ejecución de ciertas estructuras de hormigón armado. En 1867, J. Monier, obtiene también la patente para la construcción de cubos y tuberías con este material y consigue reducir notablemente los espesores de las estructuras, debido a la adecuada y razonable distribución de la armadura metálica.

En los años posteriores al 1875 el Ing. Hennebicq estudia científicamente este nuevo tipo de construcción y llega así a ejecutar obras de cierta importancia y magnitud.

Recién en 1884 una Empresa constructora de Alemania adquiere los derechos de la patente perfeccionada de Monier para aplicar el hormigón armado en ese país. Más o menos en esta misma época el Ing. Emperger de la Universidad de Viena se interesa por el hormigón armado y lo estudia, aplicándole las leyes y reglas de la Mecánica aplicada a las Construcciones llega así a fundar la actual teoría del cálculo, basándose además en los resultados de numerosos ensayos mecánicos de estructuras de hormigón armado. Con todo derecho se le llama "abuelo del hormigón armado".

Paralelamente a los estudios e investigaciones de Emperger. los profesores Mörsch y Probst, a su vez, contribuyeron eficazmente al estudio y perfeccionamiento de métodos de cálculo de este nuevo sistema de Construcción, llegando así estos investigadores y muy especialmente el ilustre profesor Dr. Ing. Marcus a formar una teoría científica para el cálculo del Hormigón Armado.

En E.E.U.U. en el año 1875 se inician los ensayos de aplicación de este nuevo material en las construcciones. En ese año Ward aplica, por primera vez, el hormigón armado en la construcción de entrepisos, como también Hyatt en varias clases de estructuras. Pero recién en el año 1890 se generaliza y se adopta este sistema de construcción en las obras en general.

Técnica Constructiva

La técnica constructiva del hormigón armado consiste en la utilización de hormigón reforzado con barras o mallas de acero, llamadas armaduras. También se puede armar con fibras, tales como fibras plásticas, fibra de vidrio, fibras de acero o combinaciones de barras de acero con fibras dependiendo de los requerimientos a los que estará sometido. El hormigón armado se utiliza en edificios de todo tipo, caminos, puentes, presas, túneles y obras industriales. La utilización de fibras es muy común en la aplicación de hormigón proyectado o shotcrete, especialmente en túneles y obras civiles en general.

Una estructura de hormigón armado es el resultado de un conjunto de operaciones cuyo orden cronológico de desarrollo en la obra es la siguiente:

-Ejecución de los encofrados

- Doblado y montaje de las armaduras

- Fabricación y colocado del hormigón

- Curado

- Desencofrado

El hormigón armado tiene la cualidad de adaptarse a cualquier forma de acuerdo con el molde o encofrado que lo contiene, por lo que es posible darle las formas más variadas y extraordinarias, particularmente en la construcción de edificios ha llegado a dar satisfacción a los más exigentes planteos estructurales.

En la construcción de edificios se presentan los siguientes elementos de hormigón armado:

      Zapatas:

                         Aislada

                   Viga invertida o de gran canto (en 1 y 2 direcciones)

                         Platea de fundación

                         Pilotaje

                        Columnas

      Vigas

      Losas:

-                      Maciza

-                      Nervada  (en 1 y 2 direcciones)

-                      Encasetonada

-                      Alivianada  (viguetas en 1 dirección)

          Escaleras

          Tanques de agua

          Muros:

 -                     Corte (ascensores)

-                      Contención

Se mencionan básicamente cinco características:

1.- Complementariedad mecánica de ambos materiales: Ambos materiales tienen una relación de complementariedad mecánica. Por el principio de Navier- Bernoulli podemos decir que las deformaciones del acero son similares a las del Hormigón que lo circunda, ya que para fines prácticos, las secciones de la deformada siguen considerándose planas. Sin embargo, el Hormigón se encarga de soportar los esfuerzos a compresión, mientras que el acero lo hace con la tracción.  Esta "simbiosis" de los materiales, es la idea fundamental en que se basa la filosofía del hormigón armado. 

2.- Casi Uniformidad de Coeficientes de Dilatación Térmica: Esta cualidad ( con un valor de alrededor  de  11.0 x 10 ^-6 C ^-1 para el acero y de  10.8 x 10 ^-6 C ^-1 para el concreto) es la que posibilita la construcción de grandes volúmenes de concreto sin que se produzcan agrietamientos , ya que como se sabe el hormigón o concreto, es muy mal material en lo que respecta a las fuerzas de tensión inducidas por la dilatación térmica.

3.- La adherecnia que se desarrolla entre las varillas de acero y el concreto: Si no existiera la adherencia, las varillas saldrían disparadas con una aceleración proporcional a las fuerzas de tensión inducido por las diferentes solicitaciones al material. Este fenómeno se produce gracias a la fricción entre las corrugaciones de las varillas de acero y los áridos que componen el concreto. Esto permite que ambos materiales se comporten como uno sólo. 

4.- El confinamiento del concreto por el refuerzo transversal:  El concreto queda confinado  cuando a esfuerzos que se aproximan a la resistencia uniaxial, las deformaciones transversales se hacen muy elevadas debido al agrietamiento interno progresivo y el concreto se apoya sobre el refuerzo transversal, el cual proporciona un apoyo pasivo que confina al concreto en el núcleo. Muchos investigadores  (Richart, Iyengar, Bertero, Felippa y otros) han demostrado bajo distintos modelos que este confinamiento mejora considerablente las características de esfuerzo deformación del concreto para grandes deformaciones del concreto.

5.-El Recubrimiento: El recubrimiento de las varillas de acero tiene como finalidad fundamental proteger a las varillas de acero de la humedad y del ataque químico de otras sustancias corrosivas que se hallen presentes en el ambiente. No colabora directamente al confinamiento del núcleo, ya que el desconchamiento se produce generalmente cuando el concreto alcanza la resistencia de confinación, pero si ayuda en el desarrollo de la adeherencia.