Características del hormigón de alta resistencia.

1. DURABILIDAD

En esta obra, la durabilidad del hormigón armado se estudia, con carácter general. A continuación expondremos los rasgos diferenciales propios del hormigón de alta resistencia.

La baja porosidad de los BAR dificulta la penetración de líquidos y gases en su seno, lo que repercute en una mayor durabilidad frente a medios agresivos, ciclos de hielo y deshielo, etc. En condiciones extremas de baja temperatura y al igual que sucede con hormigones convencionales, puede convenir el empleo de algún agente aireante. En cuanto a la reacción álcali- árido podría ocasionar problemas debido al elevado contenido en cemento, por lo que la 15tCCIÓR española recomienda extremar el control en la selección de áridos para asegurarse – de que son inertes y utilizar cementos de bajo contenido en álcalis.

Los HAR también suministran una buena protección contra la corrosión de las armaduras, gracias a su elevada dosis de cemento y a su reducida porosidad4 Si bien es cierto que la presencia mícrosílice en el hormigón reduce su contenido en hidróxido cálcico y, consecuentemente, el valor de su ph (que puede ser hasta 12,5), este efecto, que va en contra de la protección por pasivación de las armaduras, queda sobradamente compensado por la gran disminución de permeabilidad frente al CO2. Dicho con otras palabras: la disminución del tamaño de los poros (efecto fisico positivo de la microestructura de la pasta) es más ventajosa que la disminución del pH (efecto químico negativo que rebaja la alcalinidad), con lo que resulta finalmente un aumento de resistencia a la corrosión del acero, en comparación con los hormigones convencionales.

Pero no todo son ventajas, ya que está demostrado que los HAR presentan menor resistencia al fuego que los hormigones convencionales. La razón es que, dada la gran densidad de la pasta endurecida, resulta impedida la circulación del vapor de agua ocasionado por las altas temperaturas, lo que provoca unas elevadas tensiones internas en las piezas expuestas al fuego, fisuraciones y, finalmente, desprendimientos de material en forma violenta, con bajada rápida tic las resistencias.

2. RESISTENCIA A COMPRESIÓN

Los FIAR experimentan un gran aumento de resistencia durante los primeros días, aumento que se hace más lento después pero que continúa más allá de los 28 días. Por esta causa, en obras importantes en las que la estructura no entra en carga a corto plazo, se toma a veces como edad de referencia del hormigón la de 56 días (8 semanas) en lugar de los 28 habituales (4 semanas).

Una vez establecida la dosificación de un HAR mediante ensayos previos, el hormigón realmente puesto en obra tendrá una resistencia a compresión menor que la de laboratorio. La relación entre ambas puede estimarse en torno al 80 por 100 (hasta el 90% según la Norma noruega NS 3473:89).

En cuanto a las diferencias que se obtienen en los ensayos a compresión entre probeta cúbica y probeta cilíndrica, el coeficiente multiplicador 0,8 habitualmente utilizado en hormigones convencionales para pasar de la primera a la segunda resulta demasiado bajo en los HAR, siendo más próximo a la realidad un coeficiente de 0,9 o incluso mayor.

3. RESISTENCIA A TRACCIÓN

Las fórmulas indicadas  para determinar la resistencia en tracción en función de la de compresión para hormigones convencionales, proporcionan valores algo elevados al emplearlas con hormigones de alta resistencia. Por esta razón, pueden emplearse en aquellos cálculos en los que considerar una mayor resistencia a tracción resulte más desfavorable que considerar una menor. Tal es el caso de Ja determinación de la cuantía mínima en flexión a partir de la resistencia en tracción del hormigón.

No obstante Jo dicho, en estructuras delicadas se recomienda determinar la resistencia a tracción mediante ensayos. 

4.° DIAGRAMA TENSIÓN-DEFORMACIÓN
Según demuestran los ensayos, la rama ascendente del diagrama tensión-deformación del hormigón de alta resistencia, en compresión centrada, tiene menor curvatura que la correspondiente a hormigón convencional, con una deformación de rotura que aumenta ligeramente a medida que aumenta su resistencia. En la práctica, puede adoptarse para dicha deformación de rotura en compresión centrada el valor ε0 = 0002 cualquiera que sea el valor de la resistencia fck.

Por el contrario, la deformación de rotura en flexión disminuye al aumentar la resistencia  lo que significa que los hormigones de alta resistencia son más frágiles en flexión que los convencionales.

A efectos de cálculo y según la Instrucción española, se pueden utilizar los mismos diagramas parábola-rectángulo y rectangular que para hormigones convencionales, manteniendo constante la deformación de pico ε0 = 0,002 y tomando como deformación última los siguientes valores: 

5. MÓDULO DE DEFORMACIÓN LONGITUDINAL

Según la Instrucción española para hormigones convencionales puede extenderse a los HAR, de acuerdo con la experimentación.

6. RETRACCIÓN Y FLUENCIA
 

En las primeras edades la deformación por retracción de los HAR es mayor que la de los hormigones convencionales, pero a partir de un año viene a ser del mismo orden de magnitud (lo que significa que vienen a compensarse los dos factores que influyen en la retracción en sentido contrario: baja relación agua/cemento, que disminuye la retracción, y alta dosis de cemento, que la aumenta) pudiendo incluso ser menor cuando se trata de hormigones con micro sílice. Dada la mayor dosis de conglomerante de estos hormigones, tiene mucha influencia en la retracción el tipo de cemento, según sea de endurecimiento lento, normal o rápido.

En cuanto a la deformación por fluencia, generalmente evoluciona en los HAR de forma rápida a edades cortas, aumentando después con mucha mayor lentitud. Para su evaluación, en hormigones sin micro sílice pueden utilizarse las mismas fórmulas que para hormigón convencional (apartado 5.6-6.°); si se utiliza micro sílice, la deformación por fluencia disminuye apreciablemente con respecto a ¡a del hormigón convencional, pudiendo llegar a valores del orden de la mitad. En aquellas estructuras para las que la deformación por fluencia del hormigón sea un factor relevante, es conveniente evaluar los efectos de la fluencia mediante la realización de ensayos previos.

7. COEFICIENTE DE POISSON

Siempre que la tensión de servicio no sobrepase el 40% de la de rotura, puede adoptarse para el coeficiente de Poisson el mismo valor 0,20 que para hormigones convencionales. Como se dijo, al aumentar la carga e iniciarse la plastificación del hormigón, el coeficiente de Poisson aumenta rápidamente hasta alcanzar el valor 0,5 en hormigones convencionales y un valor algo menor en los HAR,