Formigó

Formigó

La tècnica del formigó s'ha desenrollat molt en el sigle XXI permetent solucions molt complexes. En este pont sobre el riu Almonte (Espanya) es veu cóm progressa l'eixecució del primer arc des dels màrgens recolzats en tirants provisionals faltant d'hormigonar solament la clau del mateix. Darrere, en paral, s'observa l'alvanç d'un segon arc en una fase més preliminar.

Treballe d'hormigonado o colocació de concreta fresca en obra. El material que s'aboca és una massa pastosa. Els treballadors en botes impermeables es mouen per ell sense dificultat.

El concret permet reblir un mòle o encofrat en una forma prèviament establida. En este cas, és un encepado, un element que unix els caps d'un grup de pilotes, estacats o embebidos profundament en el terreny.

El formigó(de hormigo, ‘gachas de farina’), concret (del anglés concrete, i este del llatí concrēels teus, ‘agregat’, ‘condensado’), garujo, nuégado, mazacote, derretido, o masacote, és un material compost amprat en construcció, format essencialment per un aglomerant al que s'afig àrits (agregat), aigua i aditius específics.

L'aglomerant és, en la majoria de les ocasions, ciment (generalment ciment Portland) mesclat en una proporció adequada d'aigua per a que es produïxca una reacció d'hidratació. Les partícules d'agregats, depenent fonamentalment del seu diàmetro mig, són els àrits (que es classifiquen en grava, gravilla i arena). La mescla de ciment i aigua es denomina pasta de ciment, si a esta s'afig arena es cataloga com morter i si al morter se li afig grava, es denomina concret. Existixen formigons que es produïxen en atres conglomerantes que no són ciment, com el formigó asfàltic que utilisa betum per a realisar la mescla. En el cas de l'elaborat en ciment Portland se li sol comunament cridar mescla o ciment (en països com Veneçola o Chile). El ciment és un material pulverulento que per sí mateixa no és aglomerant, i que, mesclat en aigua, al hidratarse es convertix en una pasta mòleable en propietats adherentes, que en poques hores forja i s'endurix, tornant-se en un material de consistència pétrea. El ciment consistix essencialment en silicat càlcic hidratado (S-C-H). Este compost és el principal responsable de les seues característiques adhesives. Es denomina ciment hidràulic quan el ciment, resultant de la seua hidratació, és estable en condicions d'entorn acuosas. Ademés, per a poder modificar algunes de les seues característiques o comportament, es poden afegir aditius i adició (en cantitats inferiors a l'1 % de la massa total del concret), existint una gran varietat d'ells: colorants, acceleradors i retardadores de forjat, fluidificantes, impermeabilizantes, fibres, etcétera.

Formigó Autonivelante Compactable

El formigó o concret convencional, normalment usat en paviments, edificis i atres estructures, té un pes específic (densitat, pes volumètric, massa unitària) que varia de 2200 fins a 2400 kg/m³ (137 fins a 150 lliures/peu³). La densitat del concret varia depenent de la cantitat i la densitat de l'agregat, la cantitat d'aire atrapat (ocluido) o intencionalmente inclós i les cantitats d'aigua i ciment. Per un atre costat, el tamany màxim de l'agregat influïx en les cantitats d'aigua i ciment. En reduir-se la cantitat de pasta (aumentant-se la cantitat d'agregat), s'aumenta la densitat. En el disseny del concret o formigó armat (reforçat), el pes unitari de la combinació del concret en l'armadura normalment es considera 2400 kg/m³ (150 lb/ft³). Depenent de les proporcions de cada u dels seus constituents existixen varis tipos de formigons. Es considera formigó pesat aquell que posseïx una densitat de més de 3200 kg/m³, per l'ocupació d'agregats densos (empleat en protecció contra les radiacions); el formigó normal, amprat en estructures, que posseïx una densitat de 2200 kg/m³; i el formigó llauger, en densitat de 1800 kg/m³. La principal característica estructural del formigó és la seua notable resistència als esforços de compressió, pero no té bon comportament front a atres tipos d'esforços (tracció, flexión, tallant, etc.), i per este motiu és habitual usar-ho associat a certes armadures d'acer, rebent en este cas la denominació de concret o formigó armat. Este conjunt es comporta molt favorablement davant les diverses solicitaciones o esforços mencionats anteriorment. Quan es proyecta una estructura de concret armat s'establixen les dimensions dels elements, el tipo de concret, els aditius i l'acer que cal colocar en funció dels esforços que deurà soportar i de les condicions ambientals a que estarà expost. A finals del XX ya era el material més amprat en la indústria de la construcció. Se li dona forma per mig de l'ocupació de mòles rígits denominats encofrats. La seua ocupació és habitual en obres d'arquitectura i ingenieria, tals com a edificis, ponts, dics, ports, canals, túnels, etc. Inclús en aquelles edificacions l'estructura principal de les quals es realisa en acer, la seua utilisació és imprescindible per a conformar la fonamentació. La varietat de formigons que han anat apareixent a finals del sigle XX ha permés que existixquen, per eixemple, concret reforçat en fibres de vidre (GRC), formigons celars que s'allaugeren en aire, allaugerats en fibres naturals i autocompactantes.

Etimologia

La paraula «formigó» procedix del vocable «hormigo» (‘gachas de farina’), i este a la seua volta de «formiga», que ve dellatí formīca.

El terme «concret», classificat en el diccionari de la RAER com a americanisme, també és originari dellatí: procedix de la paraula concretus, que significa ‘créixer units’, o ‘unir’. Concretus és una paraula composta: del prefix com- (‘unió’) i el participi passat del verp crĕscere (‘créixer’). El seu us en espanyol es transmet per via de la cultura anglosaxona com anglicisme (o calc semàntic) a alguns països d'Amèrica, sobretot els més pròxims a Estats Units, sent la veu anglesa original concrete. Etimológicamente, «concret» és sinònim de «concrecionado» i «concreció», que és l'unió de diverses partícules per a formar una massa.

Història

Treballadors del Antic Egipte.
Pintura en la tomba de Rejmira.

L'història del formigó o concret constituïx un capítul fonamental de la història de la construcció. Quan es va optar per alçar edificacions utilisant materials arcillosos o pétreos, va sorgir la necessitat d'obtindre pastes o morters que permeteren unir dits mampuestos per a poder conformar estructures estables. Inicialment es varen amprar pastes elaborades en argila, algeps o calç, pero es deterioraven ràpidament davant les inclemències atmosfèriques. Es varen idear diverses solucions, mesclant aigua en roques i minerals triturados, per a conseguir pastes que no es degradaren fàcilment. Aixina, en el Antic Egipte es varen utilisar diverses pastes obtingudes en mescles d'algepss i calcàreas dissoltes en aigua, per a poder unir sólidamente els sellars de pedra, com les que encara perduren entre els blocs calizos del revestiment de la Gran Piràmide de Guiza.

Formigons de ciment naturals

En la Antiga Grècia, cap al 500 a. C., es mesclaven composts de calcàrea calcinada en aigua i arena, afegint pedres triturades, teixixcas trencades o rajolas, donant orige al primer formigó o concret de l'història, usant tobas volcàniques extretes de l'illa de Santorini. Els antics romans varen amprar terres o cendres volcàniques, conegudes també com puzolana, que contenen sílice i alúmina, que, en combinar-se químicament en la calç, donaven com resultat el denominat ciment puzolánico (obtingut en Pozzuoli, prop del Vesubio). Afegint a la seua massa trossos de ceràmiques o atres materials de baixa densitat (pedra pómez) varen obtindre el primer formigó allaugerat. En este material es varen construir des de canonadas a instalacions portuàries, els restants de les quals encara perduren. Destaquen construccions com els diversos arcs del Coliseu romà, els nervis de la volta de la Basílica de Majencio, en llums de més de 25 metros, les voltes de les Termes de Caracalla, i la cúpula del Panteó d'Agripa, d'uns 43 metros de diàmetro, la de major llum durant sigles.

Despuix de la caiguda del Imperi romà, el formigó va ser poc utilisat, possiblement per la falta de mijos tècnics i humans, la mala calitat de la cocció de la calç, i la carència o lluntea de tobas volcàniques. No es troben mostres del seu us en grans obres fins al sigle XIII, en que es torna a utilisar en els fonaments de la Catedral de Salisbury, o en la célebre Torre de Londres, en Anglaterra. Durant el Renaixença la seua ocupació va ser escassa i molt poc significatiu. En algunes ciutats i grans estructures, construïdes per mayas i azteca en Mèxic o les de Machu Picchu en el Perú, es varen utilisar materials cementantes.

En el XVIII, es reviva l'afany per l'investigació. John Smeaton, un ingenier de Leeds va ser comissionat per a construir per tercera volta un far en el penya-segat d'Edystone, en la costa de Cornualles, amprant pedres unides en un morter de calç calcinada per a conformar una construcció monolítica que soportara la constant acció de les ones i els humits vents; va ser conclós en 1759 i la fonamentació encara perdura.

XIX: ciment Portland i formigó armat

Joseph Aspdin i James Parker varen patentar en 1824 el Portland Cement, obtingut de calcàrea arcillosa i carbó calcinats a alta temperatura —denominat aixina pel seu color gris verdoso obscur, molt similar a la pedra de Pórtland—. Isaac Johnson obté en 1845 el prototip del ciment modern elaborat d'una mescla de calcàrea i argila calcinada a alta temperatura, fins a la formació del clinker; el procés d'industrialisació i l'introducció de forns rotatoris varen propiciar el seu us per a gran varietat d'aplicacions, cap a finals del sigle XIX.

El formigó o concret, per les seues característiques pétreas, soporta ben esforços de compressió, pero es fissura en atres tipos de solicitaciones (flexión, tracció, torsió, tallant); l'inclusió de varetes metàliques que soportaren dits esforços va propiciar optimisar les seues característiques i la seua ocupació generalisada en múltiples obres d'ingenieria i arquitectura. L'invenció del formigó armat se sol atribuir al constructor William Wilkinson, qui va solicitar en 1854 la palesa d'un sistema que incloïa armadures de ferro per a «la millora de la construcció de vivendes, almagasens i atres edificis resistents al fòc». El francés Joseph Monier va patentar varis métodos en la década de 1860, pero va ser François Hennebique qui va idear un sistema convincent de formigó armat, patentat en 1892, que va utilisar en la construcció d'una fàbrica d'hilados en Tourcoing, lle, en 1895. Hennebique i els seus contemporàneus basaven el disseny dels seus palesos en resultats experimentals, per mig de proves de càrrega; els primers aportes teòrics els realisen prestigiosos investigadors alemans, tals com Wilhelm Ritter, qui desenrolla en 1899 la teoria del «Reticulado de Ritter-Mörsch». Els estudis teòrics fonamentals es gestaran en el sigle XX.

XX: auge de l'indústria del formigó

Pont de formigó sobre el riu Ulla, en Vedra, Galícia, Espanya. L'arc principal presenta la ventaja de ser un arc catenario.

Òpera de Sídney, edifici dissenyat per l'arquitecte danés Jørn Utzon en 1957 i inaugurat en l'any 1973, en Sídney, Austràlia.

A principis del XX, sorgix el ràpit creiximent de l'indústria del ciment, per varis factors: els experiments dels químics francesos Louis Vicat i Li Chatelier i l'alemà Michaélis, que conseguixen produir ciment de calitat homogénea; l'invenció del forn rotatori per a calcinació i el molí tubular; i els métodos de transportar formigó fresc ideats per Juergen Hinrich Magens que patenta entre 1903 i 1907. En estes bestreta va poder elaborar-se ciment Portland en grans cantitats i utilisar-se ventajosamente en l'indústria de la construcció.

Robert Maillart proyecta en 1901 un pont en arc de 38 metros de llum sobre el riu Inn, en Suïssa, construït en voltons caixó de formigó armat; entre 1904 i 1906, dissenya el pont de Tavanasa, sobre el riu Rin, en 51 metros de llum, el major de Suïssa. Claude A. P. Turner realisa en 1906 l'edifici Bovex de Mineápolis (Estats Units), en els primers pilars fungiformes (d'amplis capitels).

Li Corbusier, en els anys 1920, reclama en Vers unix Architecture una producció llògica, funcional i constructiva, despullada de retòrica del passat; en el seu disseny de Casa Domine, de 1914, l'estructura està conformada en pilars i forjats de formigó armat, possibilitant fronteras totalment diàfanes i la lliure distribució dels espais interiors.

Els hangars d'Orly (París), dissenyats per Freyssinet entre 1921 i 1923, en 60 metros de llum, 9 de flecha i 300 de llongitut, es construïxen en làmines parabòliques de concret armat, eliminant la divisió funcional entre parets i sostre. En 1929, Frank Lloyd Wright construïx el primer rascacels en concret. En la década de 1960, apareix el formigó reforçat en fibres, incorporades en el moment del amasado, donant al concret isotropía i aumentant les seues qualitats front a la flexión, tracció, impacte, fisuración, etc. Durant els anys 1970, els aditius permeten obtindre formigons d'alta resistència, de 120 a més de 200 MPa; l'incorporació de monòmers genera formigons casi inatacables pels agents químics o indestructibles pels cicles gele-desgel, aportant múltiples millores en diverses propietats del concret. Els grans progressos en l'estudi científic del comportament del concret armat i els alvanços tecnològics, varen possibilitar la construcció de rascacels més alts, ponts de major llum, àmplies cobertes i immensos assuts. La seua ocupació serà insubstituible en edificis públics que deguen albergar multituts: estadis, teatres, cines, etc. Moltes nacions i ciutats competiran per erigir l'edificació de major dimensió, o més bella, com a símbol del seu progrés que, normalment, estarà construïda en concret armat. Els edificis més alts del món posseïxen estructures de concret i acer, tals com les Torres Petronas, en Kuala Lumpur, Malàsia (452 metros, 1998), l'edifici Taipei 101 en Taiwan (509 metros, 2004), o el Burj Khalifa de la ciutat de Dubái (818 metros, 2009), en el sigle XXI.

XXI: cultura migambiental

L'us de materials reciclats com a ingredients del formigó o concret ha guanyat popularitat per la cada volta més severa Dret ambientallegislació migambiental, aixina com la progressiva concienciació de la societat. Els ingredients reciclats més amprats són les cendres volants, un subproducte de les centrals termoelèctriques alimentades per carbó. El impacte ambiental de l'indústria del ciment és significatiu, pero per mig de l'ocupació d'estos nous materials es possibilita la reducció de pedreras i abocadors, ya que actuen com substituts del ciment, i reduïxen la cantitat necessària per a obtindre un bon concret. ya que un dels efectes nocius per al mig ambient és que la producció de ciment genera grans volums de diòxit de carbono, la tecnologia de substitució del ciment eixercita un important paper en els esforços per aminorar les emissions de diòxit de carbono. Se sol incloure en les mescles certs catalisadors que permeten el seu 'autolavado' com és el cas del diòxit de titani. També s'utilisa per a confinar rebujos radiactius. Entre ells, el més important és el del reactor nuclear que va colapsar en la central de Chernóbil, el qual va ser cobert de concret per a evitar fugues radiactives.

Característiques i comportament

El concret mostra en una de les seues seccions moltes escals d'agregació. Resulta necessari investigar en les propietats microscòpiques del concret si es desija conéixer les seues propietats mecàniques.

El concret o formigó és el material resultant d'unir àrits en la pasta que s'obté en afegir aigua a un conglomerante. El conglomerante pot ser qualsevol, pero quan nos referim al concret, generalment és un ciment artificial, i entre estos últims, el més important i habitual és el ciment portland. Els àrits procedixen de la desintegració o trituración, natural o artificial de roques i, segons la naturalea de les mateixes, reben el nom d'àrits silíceos, calizos, granítics, etc. L'àrit el tamany del qual siga superior a 5 mm es diu àrit gros o grava, mentres que l'inferior a 5 mm es diu àrit fi o arena. El tamany de la grava influïx en les propietats mecàniques del concret. La pasta formada per ciment i aigua és la que conferix al formigó el seu forjat i enduriment, mentres que l'àrit és un material inerte sense participació directa en el forjat i enduriment del formigó. El ciment es hidrata en contacte en l'aigua, iniciant-se diverses reaccions químicas d'hidratació que ho convertixen en una pasta maleable en bones propietats adherentes, que en el transcurs d'unes hores, deriven en el forjat i enduriment progressiu de la mescla, obtenint-se un material de consistència pétrea. Una característica important del formigó és poder adoptar formes distintes, a voluntat del proyectista. En colocar-se en obra és una massa plàstica que permet reblir un mòle, prèviament construït en una forma establida, que rep el nom d'encofrat.

Característiques mecàniques

La principal característica estructural del formigó o concret és resistir molt ben els esforços de compressió. No obstant, tant la seua resistència a tracció com al esforç tallant són relativament baixes, per lo que es deu utilisar en situacions a on les solicitaciones per tracció o tallant siguen molt baixes. Per a determinar la resistència es preparen ensajos mecànics (ensajos de trencament) sobre probetas de formigó. Per a superar este inconvenient, es «arma» el concret introduint barres d'acer, conegut com concret armat, o concret reforçat, permetent soportar els esforços tallants i de tracció en les barres d'acer. És usual, ademés, dispondre barres d'acer reforçant zones o elements fonamentalment comprimits, com és el cas dels pilars. Els intents de compensar les deficiències del concret a tracció i tallant varen originar el desenroll d'una nova tècnica constructiva a principis del sigle XX, la del concret armat. Aixina, introduint abans del forjat arams d'alta resistència tensats en el concret, est queda comprimit en forjar, en lo que les tracció que sorgirien per a resistir les accions externes, es convertixen en descompressions de les parts prèviament comprimides, resultant molt ventajós en molts casos. Per al pretensado s'utilisen acers de molt alt llímit elàstic, ya que el fenomen denominat fluencia llenta anularia les ventages del pretensado. Posteriorment es va investigar la conveniència d'introduir tensions en l'acer de manera delliberada i prèvia al forjat del concret de la peça estructural, desenrollant-se les tècniques del concret pretensado i el concret postensado. Els aditius permeten obtindre concret d'alta resistència; l'inclusió de monòmers i adició per a concret aporten múltiples millores en les propietats del concret. Quan es proyecta un element de formigó armat s'establixen les dimensions, el tipo de concret, la cantitat, calitat, aditius, adició i disposició de l'acer que cal aportar en funció els esforços que deurà resistir cada element. Un disseny racional, l'adequada dosificació, mescla, colocació, consolidació, acabament i curat, fan del concret un material idòneu per a ser utilisat en construcció, per ser resistent, durable, incombustible, casi impermeable, i requerir escàs manteniment. Com pot ser mòleado fàcilment en àmplia varietat de formes i adquirir variades textures i colors, s'utilisa en multitut d'aplicacions.

Característiques físiques del concret

Les principals característiques físiques del concret, en valors aproximats, són:

• Densitat: entorn a 2350 kg/m³
• Resistència a compressió: de 150 a 500 kg/cm² (15 a 50 MPa) per al concret ordinari. Existixen formigons especials d'alta resistència que alcancen fins a 2000 kg/cm² (200 MPa).
• Resistència a tracció: proporcionalment baixa, és de l'orde d'un dècim de la resistència a compressió i, generalment, poc significativa en el càlcul global.
• Temps de forjat: dos hores, aproximadament, variant en funció de la temperatura i la humitat de l'ambient exterior.
• Temps d'enduriment: progressiu, depenent de la temperatura, humitat i atres paràmetros.
  • De 24 a 48 hores, adquirix la mitat de la resistència màxima; en una semana 3/4 parts, i en 4 semanes pràcticament la resistència total de càlcul.
• Ya que el concret es dilata i contrau en magnituts semblants al acer, puix tenen paregut coeficient de dilatació tèrmic, resulta molt útil el seu us simultàneu en obres de construcció; ademés, el concret protegix a l'acer de l'oxidació en recobrir-ho.

Forjat i enduriment

Diagrama indicatiu de la resistència (en %) que adquirix el concret als 14, 28, 42 i 56 dies.

La pasta del formigó es forma mesclant ciment artificial i aigua devent embeber totalment als àrits. La principal qualitat d'esta pasta és que forja i endurix progressivament, tant a l'aire com a baix l'aigua.

El procés de forjat i enduriment és el resultat de reaccions químiques d'hidratació entre els components del ciment. La fase inicial d'hidratació es diu forjat i es caracterisa pel pas de la pasta de l'estat decorregut a l'estat sòlit. Açò s'observa de forma senzilla per simple pressió en un dit sobre la superfície del formigó. Posteriorment continuen les reaccions d'hidratació, alcançant a tots els constituents del ciment, que provoquen l'enduriment de la massa i que es caracterisa per un progressiu desenroll de resistències mecàniques.

El forjat i enduriment no són més que dos estats separats convencionalment; en realitat, solament hi ha un únic procés d'hidratació continu.

En el ciment portland, el més freqüent empleat en els formigons, el primer component en reaccionar és el aluminato tricálcico en una duració ràpida i curta (fins a 7-28 dies). Despuix el silicat tricálcico, en una aportació inicial important i contínua durant prou temps. A continuació el silicat bicálcico en una aportació inicial dèbil i molt important a partir dels 28 dies.

El fenomen físic d'enduriment no té fases definides. El ciment està en pols i les seues partícules o grans es hidratan progressivament, inicialment per contacte de l'aigua en la superfície dels grans, formant-se alguns composts cristalins i una gran part de composts microcristalinos assimilables a coloide que formen una película en la superfície del gra. A partir de llavors l'enduriment continua dominat per estes estructures coloidals que envolen els grans del ciment i a través de les quals progressa l'hidratació fins al núcleu del gra.

El fet de que puga regular-se la velocitat en que el ciment amasado pert la seua fluïdea i s'endurix, ho fa un producte molt útil en construcció. Una reacció ràpida d'hidratació i enduriment dificultaria el seu transport i una cómoda posada en obra reblint tots els buits en els encofrats. Una reacció llenta pospondria de forma important el desenroll de resistències mecàniques. En les fàbriques de ciment es conseguix controlant la cantitat d'algeps que s'afig al clinker de ciment. En la planta de concret, a on es mescla la pasta de ciment i aigua en els àrits, també es poden afegir productes que regulen el temps de forjat.

En condicions normals un concret o formigó Portland normal comença a forjar entre 30 i 45 minuts en acabant de que ha quedat en repòs en els mòles i termina el forjat transcorregudes sobre 10 o 12 hores. Despuix comença l'enduriment que du un ritme ràpit en els primers dies fins a aplegar al primer més, per a despuix aumentar més llentament fins a aplegar a l'any a on pràcticament s'estabilisa. En el quadro següent s'observa l'evolució de la resistència a compressió d'un formigó prenent com a unitat la resistència a 28 dies, sent sifres orientatiu:

Evolució de la resistència a compressió d'un concret o formigó Portland normal

Edat del formigó en dies	3	7	28	90	360
Resistència a compressió	0.40	0.65	1.00	1.20	1.35

Resistència

Per a comprovar que el concret colocat en obra té la resistència requerida, es reblixen en el mateix concret uns mòles cilíndrics normalisats i es calcula la seua resistència en un laboratori realisant ensajos de trencament per compressió.

En el proyecte previ dels elements, la resistència característica (f_ck) del formigó és aquella que s'adopta en tots els càlculs com a resistència a compressió del mateix, i donant per fet que el formigó que s'eixecutarà resistirà eixe valor, es dimensionan les mides de tots els elements estructurals.

La resistència característica de proyecte (f_ck) establix per tant ellímit inferior, devent complir-se que cada amasada de formigó colocada tinga eixa resistència com a mínim. En la pràctica, en l'obra es realisen ensajos estadístics de resistències dels formigons que es coloquen i el 95 % dels mateixos deu ser superior a f_ck, considerant-se que en el nivell actual de la tecnologia del formigó, una fracció defectuosa del 5 % és perfectament acceptable. La resistència del formigó a compressió s'obté en ensajos de trencament per compressió de probetas cilíndriques normalisades realisats als 28 dies d'edat i fabricades en les mateixes amasades posades en obra. L'Instrucció espanyola (EHE) recomana utilisar la següent série de resistències característiques a compressió a 28 dies (mides en Newton/mm²): 20; 25; 30, 35; 40; 45 i 50. Per això, les plantes de fabricació de formigó suministren habitualment formigons que garantisen estes resistències.

Ensaig de consistència en concreta fresca per mig del Con d'Abrams que medix l'assent que es produïx en una forma troncocónica normalisada quan es desmolda.

Consistència del formigó fresc

La consistència és la major o menor facilitat que té el formigó fresc per a deformar-se i consegüentment per a ocupar tots els buits del mòle o encofrat. Influïxen en ella distints factors, especialment la cantitat d'aigua d'amasado, pero també el tamany màxim de l'àrit, la forma dels àrits i la seua granulometría.

La consistència es fixa abans de la posada en obra, analisant com és la més adequada per a la colocació segons els mijos que es dispon de compactación. Es tracta d'un paràmetro fonamental en el formigó fresc. Entre els ensajos que existixen per a determinar la consistència, el més amprat és el con d'Abrams. Consistix en omplir en formigó fresc un mòle troncocónico de 30 cm d'altura. La pèrdua d'altura que es produïx quan es retira el mòle, és la mida que definix la consistència.

Els formigons es classifiquen per la seua consistència en secs, plàstics, blans i decorreguts tal com s'indica en la taula següent:

Consistència dels formigons frescs

Consistència	Assent en con d'Abrams (cm)	Compactación
Seca	0-2	Vibrat
Plàstica	3-5	Vibrat
Blana	6-9	Picat en barra
Decorreguda	10-15	Picat en barra
Líquida	16-20	Picat en barra

Durabilitat

Els assuts de concret són una tipologia habitual en la construcció d'embassaments. En les imàgens la presa d'Hoover construïda en Estats Units en 1936 està dissenyada en forma parabòlica per a optimisar la capacitat del concret de soportar esforços a compressió.

La durabilitat del formigó es definix en l'Instrucció espanyola EHE com la capacitat per a comportar-se satisfactòriament front a les accions físiques i químiques agressives a lo llarc de la vida útil de l'estructura protegint també les armadures i elements metàlics embebidos en el seu interior.

Prova de compressió.

Per tant no solament cal considerar els efectes provocats per les càrregues i solicitaciones, sino també les condicions físiques i químiques a les que s'expon. Per això es considera el tipo d'ambient en que es va a trobar l'estructura i que pot afectar a la corrosió de les armadures, ambients químics agressius, zones afectades per cicles de gèl-desgel, etc.

Per a garantisar la durabilitat del formigó i la protecció de les armadures front a la corrosió és important realisar un formigó en una permeabilidad reduïda, realisant una mescla en una relació aigua/ciment baixa, una compactación idònea, un pes en ciment adequat i l'hidratació suficient d'est afegint aigua de curat per a completar-ho. D'esta forma es conseguix que hi haja els menys poros possibles i una ret capilar interna poc comunicada i aixina es reduïxen els atacs al formigó.

En els casos d'existència de sulfat en el terreny o d'aigua de mar es deuen amprar ciment especials. Per a previndre la corrosió d'armadures cal cuidar el recobriment mínim de les mateixes.

Tipos

Plantilla:Globalisar En l'Instrucció espanyola (EHE), publicada en 1998, els formigons estan tipificats segons el següent format sent obligatori referir-se d'esta forma en els plans i demés documents de proyecte, aixina com en la fabricació i posada en obra:

Formigó T - R / C / TM / A

T: es denominarà HM quan siga formigó en massa, HA quan siga formigó armat i HP quan siga formigó pretensado.
R: resistència característica del formigó expressada en N/mm².
C: lletra inicial del tipo de consistència: S Seca, P plàstica, B Blana, F Decorreguda i líquida.
TM: tamany màxim de l'àrit expressat en milímetros.
A: designació de l'ambient a que estarà expost el formigó.

Tipos de formigó

Formigó ordinari	També se sol referir a ell denominant-ho simplement formigó. És el material obtingut en mesclar ciment portland, aigua i àrits de varis tamanys, superiors i inferiors a 5 mm, és dir, en grava i arena.
Formigó en massa	És el formigó que no conté en la seua interior armadures d'acer. Este formigó solament és apte per a resistir esforços de compressió.
Formigó armat	És el formigó que en el seu interior té armadures d'acer, degudament calculades i situades. Este formigó és apte per a resistir esforços de compressió i tracció. Els esforços de tracció els resistixen les armadures d'acer. És el formigó més habitual.
Formigó pretensado	És el formigó que té en el seu interior una armadura d'acer especial tensionades a la tracció posteriorment a l'abocada del formigó. Pot ser pre-tensat si l'armadura s'ha tensat abans de colocar el formigó fresc.
Formigó postensado	És el formigó que té en el seu interior una armadura d'acer especial somesa a tracció. El tensat de l'armadura és posterior al forjat i endurit del formigó, ancorant en posterioritat les armadures al formigó.
Formigó autocompactante	És el formigó que com a conseqüència d'una dosificació estudiada i de l'ocupació d'aditius superplastificantes específics, s'compactar per l'acció del seu propi pes, sense necessitat d'energia de vibració ni de qualsevol atre método de compactación. S'usa en formigons a la vista, en elements de geometria complicades, gruixa primes o en armats densos, que dificulten el vibrat.
Morter	És una mescla de ciment, aigua i arena (àrit fi), és dir, un formigó normal sense àrit gros.
Formigó ciclópeo	És el formigó que té embebidos en el seu interior grans pedres de dimensió no inferior a 30 cm.
Formigó sense fins	És aquell que solament té àrit gros, és dir, no té arena (àrit menor de 5 mm).
Formigó airejat o celar	S'obté incorporant a la mescla aire o atres gasos derivats de reaccions químiques, resultant un formigó baixa densitat.
Formigó d'alta densitat	Fabricats en àrits de densitat superiors als habituals (normalment barita, magnetita, hematita…) El formigó pesat s'utilisa per a blindar estructures i protegir front a la radiació.

Característiques dels components

Ciment

Un edifici de Formigó en construcció en Ciutat de Guatemala.

Els ciments són productes que amasados en aigua forgen i endurixen formant-se nous composts resultants de reaccions d'hidratació que són estables tant a l'aire com sumergits en aigua.

Hi ha varis tipos de ciment. Les propietats de cada u d'ells estan íntimament associades a la composició química dels seus components inicials, que s'expressa en forma dels seus òxits, i que segons cuals siguen formaren composts resultants distints en les reaccions d'hidratació.

Cada tipo de ciment està indicat per a uns usos determinats; també les condicions ambientals determinen el tipo i classe del ciment afectant a la durabilitat dels formigons. Els tipos i denominacions dels ciment i els seus components estan normalisats i subjectes a estrictes condicions. La norma espanyola establix els següents tipos: ciment comuns, els resistents als sulfat, els resistents a l'aigua de mar, els de baixa calor d'hidratació, els ciment blancs, els d'usos especials i els d'aluminato de calcio. Els ciment comuns són el grup més important i dins d'ells el portland és l'habitual. En Espanya solament poden utilisar-se els ciment llegalment comercialisats en l'Unió Europea i estan subjectes a lo previst en lleis específiques.

Ademés del tipo de ciment, el segon factor que determina la calitat del ciment, és la seua classe o resistència a compressió a 28 dies. Esta es determina en un morter normalisat i expressa la resistència mínima, la qual deu ser sempre superada en la fabricació del ciment. No és lo mateix, ni deu confondre's la resistència del ciment en la del formigó, puix la del ciment correspon a components normalisats i la del formigó dependrà de tots i cada u dels seus components. Pero si el formigó està ben dosificado a major resistència del ciment correspon major resistència del formigó. La norma espanyola establix les següents classes de resistències:

Especificacions de les diverses classes de ciment

Classe de resistència	Resistència (N/mm²)			Forjat		Expansió (mm)
	a 2 dies	a 7 dies	a 28 dies	Inici (minuts)	Final (hores)
32.5N		>16.0	32.5-52.5	>75.0	<12.0	<10.0
32.5R	>10.0		32.5-52.5	>75.0	<12.0	<10.0
42.5N	>10.0		42.5-62.5	>60.0	<12.0	<10.0
42.5R	>20.0		42.5-62.5	>60.0	<12.0	<10.0
52.5N	>20.0		>52.5	>45.0	<12.0	<10.0
52.5R	>30.0		>52.5	>45.0	<12.0	<10.0

N = Resistència inicial normal. R = Alta resistència inicial.
Este quadro és aplicable als ciment comuns, és dir, al portland,
als portland en adició, als siderúrgics, als puzolánicos i als composts.

El ciment es troba en pols i la finura del seu mòlt és determinant en les seues propietats conglomerantes, influint decisivament en la velocitat de les reaccions químiques del seu forjat i primer enduriment. En mesclar-se en l'aigua els grans de ciment es hidratan solament en una profunditat de 0.01 mm, per lo que si els grans anaren molt grossos el rendiment de l'hidratació seria chicotet en quedar en l'interior un núcleu inerte. No obstant una finura excessiva provoca una retracció i calor d'hidratació elevats. Ademés ya que les resistències aumenten en la finura cal aplegar a una solució de compromís, el ciment deu estar finamente mòlt, pero no en excés.

L'almagasenament dels ciment a granel es realisa en siges estancs que no permeten la contaminació del ciment i deuen estar protegits de la humitat. En els ciment suministrats en sacs, l'almagasenament deu realisar-se en locals coberts, ventilats, protegits de la pluja i del sol. Un almagasenament prolongat pot provocar l'hidratació de les partícules més fines per meteorización perdent el seu valor hidràulic i que supon un retart del forjat i disminució de resistències.

Ciment Portland

El ciment Portland s'obté en calcinar a uns 1500 °C mescles preparades artificialment de calcàrees i argila. El producte resultant, cridat clinker, es mol afegint una cantitat adequada de regulador de forjat, que sol ser pedra d'algeps natural.

Esquema d'un forn rotatiu a on es mescla i calcina la calcàrea i l'argila per a formar el clinker de ciment.

Clinker de ciment abans del seu molienda.

La composició química mija d'un portland, segons Calleja, està formada per un 62.5 % de CaO (calç combinada), un 21 % de SiO₂ (sílice), un 6.5 % de A el₂O₃ (alúmina), un 2.5 % de Fe₂O₃ (ferro) i atres minoritaris. Estos quatre components són els principals del ciment, de caràcter bàsic la calç i de caràcter àcit els atres tres. Estos components no es troben lliures en el ciment, sino combinats formant silicat, aluminatos i ferritos càlcics, que són els components hidràulics del mateix o components potencials. Un clinker de ciment portland de tipo mig conté:

• Silicat tricálcico (3CaO·SiO₂).................................. 40 % a 50 %
• Silicat bicálcico (2CaO·SiO₂).................................. 20 % a 30 %
• Aluminato tricálcico (3CaO·A el₂O₃)............................ 10 % a 15 %
• Aluminatoferrito tetracálcico (4CaO·A el₂O₃·Fe₂O₃)....... 5 % a 10 %

Les dos principals reaccions d'hidratació, que originen el procés de forjat i enduriment són:

• 2(3CaO·SiO₂) + (x+3)H₂O → 3CaO·2SiO₂ x H₂O + 3Ca(OH)₂
• 2(2CaO·SiO₂) + (x+1)H₂O → 3CaO·2SiO₂ x H₂O + Ca(OH)₂

El silicat tricálcico és el compost actiu per excelència del ciment puix desenrolla una resistència inicial elevada i una calor d'hidratació també elevat. Forja llentament i té un enduriment prou ràpit. En els ciment d'enduriment ràpit i en els d'alta resistència apareix en una proporció superior a l'habitual.

El silicat bicálcico és el que desenrolla en el ciment la resistència a llarc determini, és llent en el seu forjat i en el seu enduriment. La seua estabilitat química és major que la del silicat tricálcico, per això els ciment resistents als sulfat duen un alt contingut de silicat bicálcico.

El aluminato tricálcico és el compost que governa el forjat i les resistències a curt. La seua estabilitat química és bona front a l'aigua de mar, pero molt dèbil als sulfat. Al objeto de frenar la ràpida reacció del aluminato tricálcico en l'aigua i regular el temps de forjat del ciment s'afig al clinker pedra d'algeps.

El aluminatoferrito tetracálcico no participa en les resistències mecàniques, la seua presència és necessària per l'aporte de fundentes de ferro en la fabricació del clinker.

Atres ciment

En Espanya existixen els cridats «ciment portland en adició actives» que ademés dels components principals de clinker i pedra d'algeps, contenen un d'estos components adicionals fins a un 35 % del pes del ciment: escoria siderúrgica, fum de sílice, puzolana natural, puzolana natural calcinada, cendra volant silícea, cendra volant calcárea, esquistos calcinats o calcàrea.

Els ciment d'alta resistència inicial, els resistents als sulfat, els de baixa calor d'hidratació o els blancs solen ser portland especials i per a ells es llimiten o potencien algun dels quatre components bàsics del clinker.

El ciment siderúrgic s'obté per molturación conjunta de clinker de portland i regulador de forjat en proporció de 5-64 % en escoria siderúrgica en proporció de 36-95 %. Constituïx la família dels ciment frets. La escoria s'obté gelant bruscament en aigua la ganga fosa procedent de processos siderúrgics; en este refredat la escoria es vitrifica i es torna activa hidráulicamente pel seu contingut en calç combinada. La escoria per sí sola forja i endurix llentament, per lo que per a accelerar-ho s'afig el clinker de portland.

El ciment puzolánico és una mescla de clinker de portland i regulador de forjat en proporció de 45-89 % en puzolana en proporció de l'11-55 %. La puzolana natural té orige volcànic i encara que no posseïx propietats conglomerantes conté sílice i alúmina capaces de fixar la calç en presència d'aigua formant composts en propietats hidràuliques. La puzolana artificial té propietats anàlogues i es troben en les cendres volants, la terra de diatomeas o les argila actives.

El ciment aluminoso s'obté per fusió de calcàrea i bauxita. El constituent principal d'este ciment és el aluminato monocálcico.

Àrits

Vore també: Grava i Arena (concret)

Arreplega d'àrits de tamany
6-10 mm per a la fabricació de concret.

Els àrits deuen posseir per lo manco la mateixa resistència i durabilitat que s'exigixca al formigó. No es deuen amprar calcàrees blanes, feldespat, algeps, pirita o roques friables o porosas. Per a la durabilitat en mijos agressius seran millors els àrits silíceos, els procedents de la trituración de roques volcàniques o els de calcàrees sanes i denses.

L'àrit que té major responsabilitat en el conjunt és l'arena. Segons Jiménez Montoya no és possible fer un bon formigó sense una bona arena. Les millors arenes són les de riu, que normalment són cuarzo pur, per lo que asseguren la seua resistència i durabilitat.

En àrits naturals rodats, els formigons són més trabajables i requerixen menys aigua d'amasado que els àrits de machaqueo, tenint-se ademés la garantia de que són pedres dures i netes. Els àrits martafallats procedents de trituración, en tindre més cares de fractura costa més posar-els en obra, pero es traven millor i es reflectix en una major resistència.

Si els àrits rodats estan contaminats o mesclats en argila, és imprescindible llavar-els per a eliminar la camisa que envol els grans i que disminuiria el seu adherencia a la pasta de formigó. D'igual manera els àrits de machaqueo solen estar rodejats de pols de machaqueo que supon un increment de fins al formigó, precisa més aigua d'amasado i donaran menors resistències per lo que solen llavar-se.

Els àrits que s'ampren en formigons s'obtenen mesclant tres o quatre grups de distints tamanys per a alcançar una granulometría òptima. Tres factors intervenen en una granulometría adequada: el tamany màxim de l'àrit, la compacidad i el contingut de grans fins. Quan major siga el tamany màxim de l'àrit, menors seran les necessitats de ciment i d'aigua, pero el tamany màxim ve llimitat per les dimensions mínimes de l'element a construir o per la separació entre armadures, ya que eixos buits deuen quedar farcidures pel formigó i, per tant, pels àrits de major tamany. En una mescla d'àrits una compacidad elevada és aquella que deixa pocs buits; es conseguix en mescles pobres en arenes i gran proporció d'àrits grossos, precisant poca aigua d'amasado; la seua gran dificultat és conseguir compactar el formigó, pero si es dispon de mijos suficients per a això el resultat són formigons molt resistents. Sobre el contingut de grans fins, estos fan la mescla més trabajable pero precisen més aigua d'amasado i de ciment. En cada cas cal trobar una fòrmula de compromís tenint en conte els distints factors. Les paràboles de Fuller i de Bolomey donen dos famílies de curves granulométricas molt utilisades per a obtindre adequades dosificació d'àrits.

Aigua

Artícul principal → Aigua (concret).

L'aigua d'amasado intervé en les reaccions d'hidratació del ciment. La cantitat de la mateixa deu ser l'estricta necessària, puix la sobrant que no intervé en l'hidratació del ciment s'evaporarà i crearà buits en el formigó disminuint la resistència del mateix. Pot estimar-se que cada litro d'aigua d'amasado d'excés supon anular dos quilos de ciment en la mescla. No obstant una reducció excessiva d'aigua originaria una mescla seca, poc manejable i molt difícil de colocar en obra. Per això és una senya molt important fixar adequadament la cantitat d'aigua.

Les característiques de l'aigua per al formigó deuen ser evaluades per a que no produïxca reaccions adversar en la mescla, és per això que es deu realisar anàlisis físic-químics per a garantisar la seua calitat. En la pràctica un indicador simple és la potabilidad de l'aigua, en això podem determinar si l'aigua és adequada per al seu us en la mescla o no. Durant el forjat i primer enduriment del formigó s'afig l'aigua de curat per a evitar la dessecació i millorar l'hidratació del ciment.

Abdós, l'aigua destinada al amasado, com la destinada al curat deuen ser aptes per a complir la seua funció. L'aigua de curat és molt important que siga apta puix pot afectar més negativament a les reaccions químiques quan s'està endurint el formigó. Normalment l'aigua apta sol coincidir en la potable i estan normalisats una série de paràmetros que deu complir. Aixina en la normativa està llimitat el pH, el contingut en sulfat, en ion clor i els hidrats de carbono.

Quan una massa és excessivament decorreguda o molt seca hi ha perill de que es produïxca el fenomen de la segregació (separació del formigó en els seus components: àrits, ciment i aigua). Sol presentar-se quan es hormigona en caigudes de material superiors als 2 metros.

Atres components minoritaris

Artícul principal → adició per a concret.

Els components bàsics del formigó són ciment, aigua i àrits; atres components minoritaris que es poden incorporar són: adició, aditius, fibres, càrregues i pigments. Poden utilisar-se com a components del formigó els aditius i adició, sempre que per mig dels oportuns ensajos, es justifique que la substància agregada en les proporcions i condicions previstes produïx l'efecte desijat sense pertorbar excessivament les restants característiques del formigó ni representar perill per a la durabilitat del formigó ni per a la corrosió de les armadures.

Les adició són materials inorgànics, puzolánicos o en hidraulicidad latent que, finamente mòlts, poden ser afegits al formigó en el moment de la seua fabricació, en la finalitat de millorar alguna de les seues propietats o conferir-li propietats especials. La EHE arreplega únicament l'utilisació de les cendres volants i el fum de sílice, determinant les seues llimitacions. Està compost de pedra calcàrea triturada en péntols molt chicotets com la pols, i d'un atre materials com a químics HQR (herqiros) entre uns atres. Els aditius són substàncies o productes que s'incorporen al formigó, abans o durant el amasado, produint la modificació d'alguna de les seues característiques, de les seues propietats habituals o del seu comportament. La EHE establix una proporció no superior al 5 % del pes del ciment i atres condicionants.

Disseny, fabricació i posada en obra

Normativa

Introducció

En el XVIII, la resistència dels elements estructurals de formigó armat era calculada experimentalment. Navier, a principis del sigle XIX, va plantejar la necessitat de conéixer i establir els llímits fins a a on les estructures es comportaven elásticamente, sense deformacions permanents, per a poder obtindre models físic-matemàtics fiables i fòrmules coherents. Posteriorment, donada la complexitat del comportament del formigó, es va requerir utilisar métodos basats en el càlcul de provabilitats per a conseguir resultats més realistes. Durant la primera mitat del sigle XX, es calculaven els elements estructurals pel método de les tensions admissibles.

Seguritat estructural

Les estructures dels edificis, la funció dels quals és resistir les accions a que estan somesos, solen ser de concret armat.

Durant els anys 1960, es va iniciar el va desenrollar la teoria de la seguritat estructural respecte dels Estats llímits, establint-se valors màxims en les fleches i en la fisuración dels elements estructurals, acotant els riscs.

Estats llímits

El concepte de Estat llímit va tindre el seu auge en els anys 1970, com a conjunt de requeriments que devia satisfer un element estructural per a ser considerat apte. Els reglaments es varen centrar en dos tipos: els Estats llímits de servici i els Estats llímits de solicitación.

Coeficients de seguritat

Els reglaments dels anys 1970, per a poder simplificar els complexos càlculs de provabilitats, varen establir els Coeficients de seguritat, en funció de la calitat dels materials, el control de l'eixecució de l'obra i la dificultat del proyecte. Es varen introduir els Coeficients de mayoración de càrregues o accions, i els Coeficients de minoración de resistència dels components materials.

Reglaments

A mitan del XX els reglaments tenien decenes de pàgines, en el XXI posseïxen centenars. L'introducció de programes informàtics possibilita càlculs molt complexos, ràpits i solucions més precises. Els reglaments fan especial recalcament en estats últims de servici (fisuración, deformacions) comportament (detalls constructius) i durabilitat (recobriment, calitats), llimitant la resolució experimental en múltiples condicionants. Aixina, el Eurocódigo 1 establix situacions usuals i accidentals (com a sismes), que impliquen Coeficients de seguritat parcials per a les més variades solicitaciones i resistències. Algunes normatives específiques per àmbits geogràfics són EHE (Espanya), Eurocódigo 2 (Europa), ASCE/SEI (Estats Units).

Càlcul i proyecte

Abans de construir qualsevol element de formigó deuen calcular-se les càrregues a que estarà somés i, en funció de les mateixes, es determinaran les dimensions dels elements i calitat de formigó, la disposició i cantitat de les armadures en els mateixos. El càlcul d'una estructura de formigó consta de vàries etapes. Primer es realisen una série de simplificació en l'estructura real transformant-la en una estructura ideal de càlcul. Despuix es determinen les càrregues que va a soportar l'estructura, considerant en cada punt la combinació de càrregues que produïxca l'efecte més desfavorable. Per últim es dimensiona cada una de les seccions per a que puga soportar les solicitaciones més desfavorables. Una volta calculada l'estructura es redacta el proyecte, que és el conjunt de documents que servix per a la realisació de l'obra i que detalla els elements a construir. En el proyecte estan inclosos els càlculs realisats. També inclou els plans a on figuren les dimensions dels elements a eixecutar, la tipificació dels formigons prevists i les característiques resistents dels acers a amprar.

Fabricació

És molt important conseguir la mescla òptima en les proporcions precises d'àrits de distints tamanys, ciment i aigua. No hi ha una mescla òptima que servixca per a tots els casos. Per a establir la dosificació adequada en cada cas es deu tindre en conte la resistència mecànica, factors associats a la fabricació i posada en obra, aixina com el tipo d'ambient a que estarà somés.

Hi ha molts métodos per a dosificar prèviament el formigó, pero són sol orientatiu. Les proporcions definitives de cada u dels components se solen establir per mig d'ensajos de laboratori, realisant correccions a lo obtingut en els métodos teòrics.

Se senyalen breument els aspectes bàsics que cal determinar:

• La resistència característica (f_ck) es fixa en el proyecte.
• La selecció del tipo de ciment s'establix en funció de les aplicacions del hormigonado (en massa, armat, pretensado, prefabricar, d'alta resistència, desencofrado ràpit, hormigonados en temps fret o calorós, etc.) i del tipo d'ambient a que estarà expost.
• El tamany màxim de l'àrit interessa que siga el major possible, puix a major tamany menys aigua necessitarà ya que la superfície total dels grans d'àrits a rodejar serà més chicoteta. Pero el tamany màxim estarà llimitat pels espais que té que ocupar el formigó fresc entre dos armadures propenques o entre una armadura i l'encofrat.
• La consistència del formigó s'establix en funció del tamany dels buits que cal reblir en l'encofrat i dels mijos de compactación prevists.
• La cantitat d'aigua per metro cúbic de formigó. Coneguda la consistència, el tamany màxim de l'àrit i si la pedra és vora rodada o de machaqueo és immediat establir la cantitat d'aigua que es necessita.
• La relació aigua/ciment depén fonamentalment de la resistència del formigó, influint també el tipo de ciment i els àrits empleats.
• Coneguda la cantitat d'aigua i la relació aigua /ciment, determinem la cantitat de ciment.
• Coneguda la cantitat d'aigua i de ciment, el restant seran àrits.
• Determinar la composició granulométrica de l'àrit, que consistix en determinar els percentages òptims dels diferents tamanys d'àrits disponibles. Hi ha varis métodos, uns són de granulometría contínua, lo que significa que intervé tots els tamanys d'àrits, uns atres són de granulometría discontínua a on falta algun tamany intermig d'àrit.

Determinada la dosificació més adequada, en la planta de formigó cal medir els components, l'aigua en volum, mentres que el ciment i àrits es medixen en pes.

Els materials es amasan en hormigonera o amasadora per a conseguir una mescla homogénea de tots els components. L'àrit deu quedar ben envolt per la pasta de ciment. Per a conseguir esta homogeneïtat, primer s'aboca la mitat d'aigua, despuix el ciment i l'arena simultàneament, després l'àrit gros i per últim el restant d'aigua.

Per al transport alloc d'ocupació es deuen amprar procediments que no varien la calitat del material, normalment camions hormigonera. El temps transcorregut no deu ser superior a hora i mija des de la seua amasado. Si en aplegar a on es deu colocar el formigó, est ha escomençat a forjar deu rebujar-se.

Posada en obra

En el concret armat s'ampra habitualment acer d'alta resistència d'adherencia millorada o barres corrugades. El corrugado està normalisat per la forma del resalte en el perímetro de la barra, la seua altura, esgambi i separació.

Colocació d'armadures

Les armadures deuen estar netes i subjectar-se a l'encofrat i entre sí de manera que mantinguen la posició prevista sense moure's en l'abocada i compactación del formigó. Per a això es coloquen calzos o distanciadores en número suficient que permeten mantindre la rigidea del conjunt.

Les distàncies entre les diverses barres d'armadures deuen mantindre una separació mínima que està normalisada per a permetre una correcta colocació del formigó entre les barres de manera que no queden buits o coqueras durant la compactación del formigó.

D'igual manera l'espai lliure entre les barres d'acer i l'encofrat, cridat recobriment, deu mantindre una separació mínima, també normalisada, que permeta la farcidura d'este espai pel formigó. Este espai es controla per mig de separadores que es coloquen entre l'armadura i l'encofrat.

Encofrat

L'encofrat deu contindre i soportar el formigó fresc durant el seu enduriment mantenint la forma desijada sense que es deforme. Solen ser de fusta o metàlics i s'exigix que siguen rígits, resistents, estancs i nets. En el seu montage deuen quedar ben subjectes de manera que durant la consolidació posterior del formigó no es produïxquen moviments.

Abans de reutilisar un encofrat deu netejar-se be en raspalls d'aram eliminant els restants de morter que s'hagen pogut adherir a la superfície. Per a facilitar el desencofrado se solen aplicar a l'encofrat productes desencofrantes; estos deuen estar exents de substàncies perjudicials per al formigó.

Colocació i compactación

L'abocada del formigó fresc en l'interior de l'encofrat deu efectuar-se evitant que es produïxca la segregació de la mescla. Per a això es deu evitar abocar-ho des de gran altura, fins a un màxim de dos metros de caiguda lliure i no es deu desplaçar horisontalment la massa.

Es coloca per capes o tongades horisontals de gruixa reduïda per a permetre una bona compactación (fins a 40 cm en formigó en massa i 60 cm en formigó armat). Les distintes capes o tongades es consoliden successivament, travant cada capa en l'anterior en el mig de compactación que s'ampre i sense que haja començat a forjar la capa anterior.

Per a conseguir un formigó compacte, eliminant els seus buits i per a que s'obtinga un complet tancat de la massa, hi ha varis sistemes de consolidació. El picat en barra, que es realisa introduint-la successivament, precisa formigons de consistència blanes i decorregudes i es realisa en obres de poca importància resistent. La compactación per colpege repetit d'un pisón s'ampra en capes de 15 o 20 cm de gruixa i molta superfície horisontal. La compactación per vibrat és l'habitual en formigons resistents i és apropiada en consistència seques.

El vibrador més utilisat és el de agulla, un cilindre metàlic de 35 a 125 mm de diàmetro la freqüència del qual varia entre 3000 i 12 000 cicles per minut. L'agulla es dispon verticalment en la massa de formigó fresc, introduint-se en cada tongada fins que la punta penetre en la capa anterior i cuidant de no tocar les armadures puix la vibració podria separar la massa de formigó de l'armadura. Per mig del vibrat es reduïx l'aire contingut en el formigó sense compactar que s'estima de l'orde del 15 al 20 % fins a un 2-3 % despuix del vibrat.

Curat

El curat és una de les operacions més importants en el procés de posada en obra per l'influència decisiva que té en la resistència de l'element final. Durant el forjat i primer enduriment es produïxen pèrdues d'aigua per evaporament, formant-se buits capilars en el formigó que disminuïxen la seua resistència. En particular la calor, la sequetat i el vent provoquen un evaporament ràpit de l'aigua inclús una volta compactar. Cal compensar estes pèrdues curant el formigó afegint abundant aigua que permeta que es desenrollen nous processos d'hidratació en aument de la resistència.

Hi ha varis procediments habituals per a curar el formigó. Des dels que protegixen del sol i del vent per mig de tejadillos mòvils, plàstics; per mig de recs d'aigua en la superfície; l'immersió en aigua amprada en prefabricació; els productes de curat aplicats per pulverización; els polvorisats a pur de resines formen una película que impedix l'evaporament de l'aigua, es tracta d'un dels sistemes més eficaços i més costosos.

Desencofrado i acabats

La retirada dels encofrats es realisa quan el formigó ha alcançat el suficient enduriment. En els portland normals sol ser un periodo que oscila entre 3 i 7 dies.

Una volta desencofrado cal reparar els chicotets defectes superficials normalment buits o coqueras superficials. Si estos defectes són de grans dimensions o estan en zones crítiques resistents pot resultar necessari el derrocament parcial o total de l'element construït.

És molt difícil que queden ben eixecutades les arestes vives de formigó, per això és habitual biselarlas abans de la seua eixecució. Açò es fa incorporant en els cantons dels encofrats uns bisells de fusta cridats berenjenos.

Producció mundial i sostenibilitat

La producció mundial del ciment va ser de més de 2500 millons de tonellades en 2007. Estimant una dosificació de ciment entre 250 i 300 kg de ciment per metro cúbic de concret o formigó, significa que es podrien produir de 8000 a 10 000 millons de metros cúbics, que equivalen a 1,5 metros cúbics de formigó per persona. Cap material de construcció ha segut usat en tals cantitats i en un futur no sembla existir un atre material de construcció que puga competir en el concret en magnitut de volum.

 Producció mundial de concret.

 Producció en Estats Units

Senyes en millons de metros cúbics.

Producció mundial de concret o formigó (mils de tonellades)

País	2012	2011	2010
China	2210000	2100000	1880000
Índia	270000	250000	220000
Estats Units	74900	68600	67200
Iran	70000	66000	55000
Brasil	68800	62600	59100
Turquia	63800	63400	62700
Rússia	61700	56200	50400
Vietnam	55500	58200	55800
Egipte	55200	43400	44600
Japó	54700	51300	51500
TOTAL MUNDIAL	3820000	3650000	3290000

Esta producció massiva de formigó comporta que la major part d'estructures i edificis en el món estiguen fets en part d'este material. Respecte al mig ambient, el formigó és 100 % reciclable i té «efecte de sumidero de CO₂», açò és, posseïx la capacitat d'absorbir el diòxit de carbono de l'atmòsfera, reduint d'esta forma la cantitat del mateix en l'aire, lo que ho convertix en un recurs estrela en matèria de sostenibilitat. La qualitat de ser un aïllant tèrmic permet que es reduïxca el consum energètic global com a conseqüència dels picos de temperatura, minimisant el cost energètic dels edificis, aixina com també colaborant en la reducció de gasos d'efecte hivernàcul implicats en la producció d'energia. La seua resistència elevada li conferix a edificis i ponts molta fortalea davant el fòc o fenomens naturals tals com els seismes, millorant el servici d'estructures i infraestructures i el seu nivell de seguritat social, lo que proveïx una durabilitat prolongada a les mateixes, permetent la seua conservació en poques despeses de manteniment i, per això, la seua viabilitat econòmica.

Crítiques a l'us massiu de formigó

El filòsof alemà Anselm Jappe, realisa un crítica a l'us massiu del formigó en el seu llibre de 2020 "Formigó. Arma de construcció massiva del capitalisme". Repassa els seus problemes de deterioració, l'excessiva extensió del seu us, pel seu baix preu, en tots els sectors d'ingenieria i arquitectura, l'abandó d'atres materials tradicionals, la pèrdua de professions i sabers relacionats en la albañilería. Comença el seu llibre en el capítul "Un pont es derroca" sobre l'afonada del Pont Morandi en 2018 en Gènova. Menciona entre uns atres, el que considera el desastre de la ciutat planificada de Chandigarh, en l'Índia, per la deterioració del formigó, dissenyada per Li Corbusier, a qui considera un arquitecte nefast.

Vore també

• Formigó armat
• Formigó imprés
• Formigó pretensado
• Formigó postensado
• Anex:Terminologia utilisada en formigons
• Ciment

Normativa

• Europea: Eurocódigo 2
• Espanyola: EHE (derogada en 2021 en l'aprovació del Còdic Estructural en el Real Decret 470/2021, de 29 de juny).

Ensajos

• Ensaig de compressió
• Ensaig de tracció

Varis

• Proyecte d'obra
• Aluminosis

Bibliografia

• Heyman, Jacques (2001). , Institut Juan d'Herrera (Madrit). ISBN 84-95365-98-7.
• Choisy, Auguste, i col. (1999). , Ed. Reverté. ISBN 84-89977-67-4.
• James Strike, Salvador; Pérez Riera, María Jesús (2004). De la construcció als proyectes, Ed. Reverté. ISBN 84-291-2101-3.
• Solá-Morals Rubió, Ignasi de, i col. (2001). Introducció a l'arquitectura. Conceptes fonamentals, Edicions UPC. ISBN 84-8301-533-1.
• Arredondo, F. (1972). Estudie de materials: V.-Formigons, Madrit:Consell Superior d'Investigacions Científiques. Institut Eduardo Torroja de la Construcció i del Ciment.
• Soria, F. (1972). Estudie de materials: IV.-Conglomerantes Hidràulics, Madrit:Consell Superior d'Investigacions Científiques. Institut Eduardo Torroja de la Construcció i del Ciment.
• Jiménez Montoya P., García Meseguer A., Morán Cabré F. (1987). Formigó Armat Tom I, Barcelona: Editorial Gustavo Gili S. A.. ISBN 84-252-0758-4.
• Espanya. Lleis i decrets. Normes Tècniques (1999). Instrucció de Formigó Estructural. EHE, Centre de publicacions del Ministeri de Foment. ISBN 84-498-0396-9.
• Tejero Juge, Enrique (1988). Formigó Armat, Colege Oficial d'Arquitectes d'Aragó. OCLC 435366725.
• Jürgen MattheiB. (1980). FORMIGÓ armat armat allaugerat pretensado, Ed. Reverté S. A.. ISBN 84-291-2057-2.

Referències digitals

• hormigonfihp. org/ Història del formigó. Federació Iberoamericana del Formigó Premezclado (FIHP).
• usgs. gov/minerals/pubs/commodity/cement/cemenmcs06.pdf Producció mundial de ciment 2005
• usgs. gov/minerals/pubs/commodity/cement/cemenmcs07.pdf Producció mundial de ciment 2006
• usgs. gov/minerals/pubs/commodity/cement/mcs-2008-cemen.pdf Producció mundial de ciment 2007

Enllaços externs

Commons

• Wikimedia Commons alberga contingut multimèdia sobre Formigó.

• uclm. es/area/ing_rural/Normativa/RC-03.pdf Instrucció Espanyola per a la Recepció de Ciment RC-03 uclm. es/area/ing_rural/Normativa/RC-03.pdf archivat en Wayback Machine.