Hormigones Especiales (HAR y HAC), Tipos de Terreno y Ensayos Geotécnicos SPT

Tipos de Hormigones Especiales

Hormigón de Alta Resistencia (HAR)

Se define como aquel hormigón cuya resistencia característica a compresión a los 28 días es superior a 50 MPa.

Componentes Principales

• Cemento: Se utiliza cemento tipo I (42,5 o 52,5) en una cantidad que oscila entre 380 y 500 kg/m³.
• Áridos: Deben ser de alta calidad, ya sean rodados o procedentes de rocas machacadas, como los áridos silíceos de machaqueo.
• Agua: La relación agua/cemento (A/C) es muy baja, situándose entre 0.28 y 0.30.
• Aditivos y Adiciones: Se emplean aditivos superfluidificantes y adiciones como el humo de sílice (en un porcentaje inferior al 15%) y filler calizo.

Características y Ventajas

• Presenta una baja porosidad, lo que le confiere una alta durabilidad en medios químicamente agresivos.
• Ofrece una excelente resistencia a los ciclos de hielo-deshielo, siendo ideal para ambientes agresivos.
• Proporciona una mayor protección contra la corrosión de las armaduras.
• Permite diseñar elementos constructivos de secciones menores y, por tanto, de menor peso.
• Facilita su colocación mediante bombeo.

Hormigón Autocompactante (HAC)

Es aquel hormigón que se compacta por su propio peso, sin necesidad de energía de vibración ni otros medios mecánicos de compactación. Su diseño evita problemas como la segregación, el bloqueo del árido grueso, el sangrado o la exudación de lechada.

Componentes

• Cemento y Áridos: Se utilizan áridos con un tamaño máximo limitado a 25 mm y arenas de granulometría continua.
• Agua y Aditivos: Se emplea agua y una combinación de aditivos superplastificantes y moduladores de viscosidad.
• Adiciones: Son comunes las cenizas volantes y el filler calizo para mejorar sus propiedades.

Propiedades Clave

• Alta fluidez: Capacidad para fluir y rellenar los encofrados complejos por sí mismo.
• Resistencia al bloqueo: Habilidad para pasar entre las armaduras sin que el árido grueso quede retenido.
• Resistencia a la segregación: Mantiene una mezcla homogénea durante el transporte y la puesta en obra.

Clasificación de Terrenos para Cimentación

T1: Terrenos Favorables

Son terrenos que presentan poca variabilidad y son aptos para una cimentación directa mediante elementos aislados (zapatas, etc.).

T2: Terrenos Intermedios

Muestran una variabilidad moderada o pueden contener rellenos antrópicos (de origen humano) con un espesor inferior a 3 metros.

T3: Terrenos Desfavorables

Esta categoría incluye diversos tipos de suelos que presentan serios desafíos para la cimentación:

• Suelos expansivos: Suelos arcillosos que pueden absorber y perder agua, provocando aumentos y disminuciones de volumen. Su expansividad se define mediante ensayos como el de Lambe, de presión de hinchamiento o de hinchamiento libre.
• Suelos colapsables: Sufren una disminución brusca de volumen al humedecerse. Son típicos en suelos limosos o limoarenosos, rellenos arenosos flojos o aglomerados volcánicos. Presentan una estructura abierta y floja con débil cohesión entre partículas.
• Suelos kársticos: Formaciones litológicas donde procesos químicos (disolución) crean huecos y cavidades. Incluyen materiales yesíferos y salinos (de disolución rápida) y materiales calcáreos (de disolución lenta, formando simas y grutas por la acción del agua).
• Otros terrenos desfavorables: Rellenos antrópicos de baja compactación (con riesgo de colapso), suelos dispersivos, suelos salinos y terrenos con pendientes elevadas.

Estudios Geotécnicos del Terreno

Técnicas de Prospección

Para conocer las características del subsuelo se emplean diversas técnicas, entre las que destacan:

• Calicatas
• Sondeos mecánicos (a rotación, a percusión y con barrena helicoidal)
• Pruebas continuas de penetración
• Métodos geofísicos

Ensayos de Campo: Ensayo de Penetración Estándar (SPT)

El Ensayo de Penetración Estándar (SPT) es una prueba geotécnica fundamental que consiste en medir la resistencia del terreno a la penetración dinámica de un tomamuestras.

Procedimiento del Ensayo

Se golpea sobre la cabeza de un varillaje mediante una maza de 63.5 kg que cae desde una altura de 76 cm. El objetivo es contar el número de golpes (N) necesarios para hincar el tomamuestras. El proceso se divide en las siguientes fases:

1. Hinca de asiento: Se hinca el tomamuestras una profundidad inicial de 15 cm. El número de golpes para este tramo (N₀-₁₅) se anota, pero no se utiliza en el cálculo final del valor SPT.
2. Tramos de medición: A continuación, se sigue hincando el tomamuestras en dos tramos consecutivos de 15 cm cada uno. Se anota el número de golpes necesarios para cada uno de estos tramos (N₁₅-₃₀ y N₃₀-₄₅).
3. Cálculo del N_SPT: El valor de resistencia a la penetración estándar, conocido como N_SPT, es la suma de los golpes de los dos tramos centrales de medición: N_SPT = N₁₅-₃₀ + N₃₀-₄₅.