Materiales de Construcción: Cemento, Morteros, Hormigón y Plásticos – Fabricación, Propiedades, Control de Calidad y Usos

CEMENTO

El cemento es un conglomerante hidráulico que, amasado con agua, es capaz de endurecer tanto en aire como en agua, adquiriendo una consistencia pétrea. Su función ligante es la de unir los áridos entre sí.

FABRICACIÓN

Materias primas

• Calizas: aportan cal (CaO).
• Arcillas: aportan sílice, alúmina y óxido férrico (silicatos e hidratos de aluminio).
• Arenas silíceas y cenizas: para corregir la dosificación.

Dosificación de materias primas

Se emplea la cal óptima según el estándar de cal (StC).

Trituración y molienda

Para que la cocción del crudo sea adecuada y económica, el tamaño de partícula debe ser < 0,2 mm.

Mezcla y homogeneización

Se mezclan calizas y arcillas. Se disponen en silos donde se insufla aire a presión por la parte inferior para homogeneizar la mezcla.

Procesos químicos, mineralógicos y físicos en el sinterizado

• Secado del crudo (350 °C): se elimina el agua libre.
• Calentamiento (550–900 °C): se elimina el agua química combinada en las arcillas y se descomponen las arcillas en sus óxidos.
• Calcinación (900–1200 °C): se descompone el CaCO₃ en CO₂ y se forman el silicato bicálcico y el ferroaluminato tetracálcico (C₄AF).
• Reacción exotérmica (1200–1300 °C): aumenta la temperatura. En fase sólida se forma el silicato tricálcico y el aluminato tricálcico.
• Sinterización o clinkerización (1300–1450 °C): en fase líquida (fundida) aparece el C₃S.
• Enfriamiento (1450–100 °C): según se enfría, se forman nódulos de clínker esféricos. Esta fase es muy importante y muy rápida. El enfriamiento brusco facilita la molienda del clínker y da estabilidad al cemento.

Notas sobre la atmósfera del horno:

• La atmósfera del horno debe ser oxidante.
• Si el aluminato se combina con el ferrito, se forma el aluminoferrito tetracálcico, que no aporta resistencia y hace el cemento atacable.
• En caso de agotarse el aluminato y existir ferrito, se forma el ferrito bicálcico.
• La sílice se combina con la cal para formar silicato bicálcico y tricálcico.

Cal libre: su presencia se debe a mala dosificación de crudos, mala molienda, cocción insuficiente o enfriamiento lento del clínker. Su contenido no puede superar el 2 %.

Molienda del clínker y adiciones

Para reducir los nódulos de clínker a un polvo fino se utilizan molinos tubulares. Durante la molienda se añade como regulador de fraguado el yeso (3–5 %). También puede emplearse hemihidrato, anhidrita o mezclas.

Esquema general

Caliza y arcilla → molienda de materias primas → dosificación → mezcla → homogeneización (obtención del crudo) → clinkerización (obtención del clínker) → molienda del clínker (añadiendo regulador de fraguado y otros componentes) → cemento Portland.

Composición

Compuestos potenciales del clínker y compuestos principales

• Silicato tricálcico (alita): 3CaO·SiO₂ (C₃S).
• Silicato bicálcico (belita): 2CaO·SiO₂ (C₂S). Se presenta en menor cantidad.
• Aluminato tricálcico: 3CaO·Al₂O₃ (C₃A).
• Ferroaluminato tetracálcico: 4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃ (C₄AF).

FRAGUADO Y ENDURECIMIENTO DEL CEMENTO PORTLAND

Ambos son procesos de hidratación.

• Fraguado: paso del estado fluido al estado sólido.
• Endurecimiento: desarrollo progresivo de las propiedades mecánicas. Comienza cuando acaba el fraguado (aproximadamente a los 45 minutos).

Hidratación de los compuestos

Silicato tricálcico (C₃S): aporta resistencia. A los 28 días se hidrata el 60 %. En la hidratación se forman tobermorita (silicato cálcico hidratado complejo) y portlandita (hidróxido de calcio).

Silicato bicálcico (C₂S): aporta pocas resistencias iniciales, pero notables a los 28 días. Al hidratarse, forma tobermorita y portlandita.

Aluminato tricálcico (C₃A): es el compuesto que antes termina de hidratarse, de forma instantánea. Es necesario añadir regulador de fraguado (yeso, sulfato cálcico, hemihidrato, anhidrita o mezclas). Se forma trisulfoaluminato tricálcico, es decir, ettringita o sal de Candlot. Se hidrata entre los 7 y 28 días.

Ferroaluminato tetracálcico (C₄AF): acción débil y poco definida en el fraguado del cemento.

Cal y magnesia: forman hidróxidos con aumento de volumen. Su presencia en proporción > 2 % provoca reacciones con áridos tipo ópalo y compuestos expansivos en el hormigón.

Trióxido de azufre (SO₃): no deseado. Con el agua forma ácido sulfúrico, que reacciona con el Portland para dar sulfato cálcico y aluminato tricálcico → ettringita.

Pérdida por calcinación

El clínker se obtiene a 1450 °C. Los únicos elementos que se eliminan son el agua combinada del yeso, el agua correspondiente a la humedad, el CO₂ y la materia calcárea.

Residuo insoluble

Son todos los compuestos no solubles en ClH al 10 %. Si el material aportado es humo de sílice, beneficia la resistencia.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA DURABILIDAD DEL CEMENTO

• Calor de hidratación: la reacción de hidratación es exotérmica. El calor desprendido depende de la composición del cemento, la finura de molienda y la relación agua/cemento (a/c). Al aumentar la temperatura se evapora el agua de amasado, lo que provoca grietas, coqueras y fisuras.
• Temperatura durante el fraguado: produce los mismos daños.
• Estabilidad volumétrica: para que haya durabilidad, el elemento debe ser compacto. Se deben evitar fisuras y coqueras producidas por: expansión por hidratación de la cal libre y la magnesia, expansión por aumento de temperatura durante el fraguado, exceso de agua de amasado y retracción térmica. Para obtener elementos durables: relación a/c baja y cuidado en el curado.
• Estabilidad química: todos los compuestos principales, excepto el C₃A, tienen buen comportamiento frente al ataque químico. El Portland puede formar compuestos expansivos que ataquen al C₃S. Con el carbonato de la portlandita se reduce el pH del material. El C₃A es atacable por sulfatos, generando compuestos expansivos (ettringita o sal de Candlot).

Ataque al cemento endurecido por agentes físicos y químicos

Físicos: el hielo y la cristalización son causa de su acción. Las fuerzas expansivas se producen por la cristalización del agua y las sales. Para combatirlo, se debe fabricar hormigón compacto y con poca porosidad.

Químicos: sus causas son los gases contenidos en la atmósfera y los humos. El CO₂ y el H₂O reaccionan con el CaCO₃ formando bicarbonato cálcico, soluble en agua.

• Aguas puras, selenitosas, ácidas o marinas: las aguas puras tienen gran poder disolvente y atacan al cemento endurecido, produciendo chorretones blancos. Las ácidas y marinas también atacan el cemento endurecido. Las aguas selenitosas contienen CaSO₄, que reacciona con el C₃A formando ettringita expansiva, lo que provoca fisuración del hormigón.
• Compuestos de naturaleza orgánica: los ácidos orgánicos saponifican en contacto con los álcalis del cemento, formando jabón.

COMPONENTES PRINCIPALES DEL CEMENTO

• Clínker (K): material hidráulico constituido por silicato tricálcico y bicálcico, aluminato tricálcico y ferroaluminato tetracálcico.
• Escoria granulada de horno alto (S): posee carácter hidráulico cuando se activa o reacciona de forma adecuada.
• Materiales puzolánicos (P, Q): contienen SiO₂ y Al₂O₃.
• Cenizas volantes (V, W): se obtienen por precipitación electrostática o mecánica de partículas pulverulentas, de naturaleza silícea o calcárea.
• Esquisto calcinado (T): producto obtenido en horno específico a 800 °C. Contiene silicato bicálcico, aluminato monocálcico y dióxido de silicio.
• Caliza (L, LL): tamaño < 0,2 mm.
• Humo de sílice (D): partículas esféricas muy finas, procedentes de la reducción del cuarzo.

Componentes minoritarios: sulfato cálcico y aditivos. El sulfato se emplea en pequeñas cantidades como regulador del fraguado; los aditivos mejoran las propiedades del cemento.

CEMENTOS SUJETOS AL MARCADO CE

• Cementos comunes y de bajo calor de hidratación (Portland, Portland con adiciones, con escorias de horno alto, puzolánico, compuesto).
• Cementos de escorias de horno alto de baja resistencia inicial.
• Cementos especiales de muy bajo calor de hidratación.
• Cementos para albañilería.
• Cementos de aluminato de calcio.

CEMENTOS SUJETOS AL REAL DECRETO 1313/1988

• Cementos resistentes a sulfatos.
• Cementos resistentes al agua de mar.
• Cementos para usos especiales.
• Cementos blancos (comunes blancos y para albañilería blancos).

CONTROL DE CALIDAD Y SUMINISTRO

Suministro: en sacos de 25, 35 o 40 kg, o a granel.

Recepción

• Remesa: cantidad de elementos de la misma designación y procedencia, recibida en obra en una misma unidad de transporte.
• Lote: cantidad de cemento de la misma designación y procedencia que se somete a recepción en conjunto. En caso de suministro continuo, el lote está formado por la cantidad mensual recibida, sin sobrepasar las 200 t.
• Muestra: porción de cemento extraída de cada lote, sobre la cual se realizarán, si es preciso, los ensayos.

Control de recepción

Debe verificarse que el cemento se adecúa a lo especificado y que satisface las prescripciones y demás condiciones exigidas. Comprende:

• Control documental (incluyendo distintivos de calidad y etiquetado).
• Control del suministro mediante inspección visual.
• Control mediante ensayos.

Fases del control de recepción

1.ª fase: comprobación documental y de etiquetado

• Hoja de suministro o albarán, etiquetado y documento de conformidad correspondiente al marcado CE o AENOR.
• En caso de cemento no sujeto a CE: certificado de garantía firmado por persona física con poder de representación suficiente.
• En caso de cemento con distintivos de calidad: documentos que acrediten dichos distintivos.
• Criterios de conformidad: se corresponden etiqueta y documentos con el cemento solicitado, están completos y reúnen los requisitos exigidos.
• Actuaciones en caso de no conformidad: la respuesta a la recepción exige subsanación. Si no se subsana, se rechaza el cemento, se comunica a la autoridad competente con copia al CIPC y se registra y archiva.

2.ª fase: control mediante inspección visual

• La recepción es potestativa y se aplica cuando el proyecto, en función de las características especiales de la obra, así lo establezca, o cuando el responsable lo decida.
• Actuaciones en caso de no conformidad: el responsable levantará un acta reflejando la situación y la decisión de rechazo.
• Rechazo definitivo: para cementos sujetos a marcado CE, se envía escrito con copia del acta al autor del proyecto y al CIPC. Para cementos no sujetos a marcado CE, se envía escrito con copia al autor del proyecto y a las autoridades competentes en materia de control.

Documentación y etiquetado de cementos sujetos a marcado CE

• Albarán: número de referencia del pedido, nombre y dirección del comprador y del punto de destino del cemento, identificación del fabricante y de la empresa suministradora, designación normalizada del cemento suministrado conforme a la presente instrucción, cantidad suministrada, referencia a los datos del etiquetado correspondientes al marcado CE, fecha de suministro e identificación del vehículo que lo transporta.
• Certificado de conformidad: supone el reconocimiento de que el fabricante ha satisfecho los requisitos relacionados con el sistema de certificación de conformidad. Incluye: nombre y dirección, logotipo, nombre y dirección del fabricante, descripción del producto, condiciones de especificación aplicables a su utilización, y nombre y cargo de la persona facultada para firmar el certificado.
• Etiqueta correspondiente al marcado CE: símbolo CE, número de identificación del organismo certificador, información adicional (nombre o marca identificativa y dirección del fabricante), números de los certificados, indicación de conformidad, últimas dos cifras del año de colocación del marcado CE, indicación del producto, características, prestaciones, especificaciones técnicas, norma armonizada y designación normalizada del cemento.

Documentación y etiquetado de cementos sujetos al Real Decreto 1313/1988

Albarán: idem a lo anterior.

MORTEROS

El mortero es un material plástico obtenido por la mezcla de uno o varios conglomerantes, arena, agua y, en su caso, aditivos.

Pasta: mezcla de conglomerante y agua.

CLASIFICACIÓN

Se definen por:

• Resistencia: a compresión (MPa).
• Dosificación en volumen: morteros ordinarios para fábricas convencionales (no inferior a M1). Para fábricas armadas o pretensadas, morteros de junta delgada y ligeros (no inferior a M5). Para evitar roturas, resistencia a compresión < 0,75 N/mm².

Según el CTE (Código Técnico de la Edificación):

• Morteros por resistencia: elaborados de modo que en ensayo cumplan las propiedades establecidas (ej. M2,5: mortero ordinario cuya resistencia mínima a compresión en ensayo normalizado sea de 2,5 N/mm²).
• Morteros por dosificación: elaborados con dosificación estable, cuyas propiedades se suponen ligadas a ella.
• Morteros preparados: dosificación y amasado en factoría y servidos en obra.
• Morteros secos: constituyentes secos con dosificación y condiciones exigidas, mezclados en factoría y amasados en obra.

Según conglomerante

• Morteros de cemento Portland: se utiliza cemento como conglomerante. Clase de cemento < 32,5 N/mm²: mortero áspero. Exceso de cemento: fisuras. Falta de trabajabilidad: se mejora con plastificantes o cal, áridos. Morteros de cemento aluminoso o cal + cemento + arena: alta reacción térmica, se elimina el agua amasada mediante control. Clase de cemento > 32,5 N/mm².
• Morteros de cal: cal aérea o hidráulica + arena. Resistencias mecánicas bajas (más con cal aérea).
• Morteros bastardos o mixtos: contienen dos clases de conglomerante, cemento y cal. Alta trabajabilidad, colores claros. Morteros de agarre para fábrica de ladrillo cara vista. Alta plasticidad.

Morteros especiales

• De cemento cola: fabricados con conglomerante a base de mezcla de cemento Portland y resinas de origen orgánico. La relación agua/cemento en peso varía según las arenas finas empleadas. Tienen gran adherencia para alicatados y soldaduras y endurecimiento rápido.
• Con aditivos: a los que se añaden productos de origen orgánico o inorgánico que pueden dar propiedades (aireantes, fluidificantes).
• Ignífugos: se revisten estructuras metálicas, formados por elementos de acero u otro material resistente al fuego. Son protectores del elemento sobre el que se aplican. Se sustituye mucha o toda la arena por materiales resistentes al fuego.
• Refractarios: cemento aluminoso o cal + arena refractaria. Para hornos, hogares, chimeneas, y materiales de agarre de piezas refractarias. Resisten altas temperaturas y la agresión de gases de combustión.
• Ligeros: arenas de machaqueo procedentes de piedra pómez. Morteros ligeros, poca resistencia mecánica, gran aislamiento térmico. Usados en cubiertas planas o para pendientes de faldones.
• Sin finos (porosos): con arenas de fracción gruesa. Relación a/c baja. Cuando endurecen presentan muchos huecos. Para piezas de mortero aligerado y pavimentos filtrantes.

COMPONENTES DEL MORTERO

Cales y cementos: densidad del conjunto P/l = 1,1 kg/dm³. Densidad relativa = 3 kg/dm³.

Arena: producto clástico procedente de la desintegración de rocas o de procesos naturales.

• Tipos de arena en morteros: de río, de playa, de mina, de miga, de duna, artificial.
• Según granulometría: continua (todos los tamaños), discontinua (falta alguna fracción intermedia), unimodal (solo uno o dos tamaños).
• Deben ser: puras, estables, limpias. Impurezas < 2 %.

Influencia del agua en la arena: se debe emplear arena húmeda; el exceso de agua modifica la relación a/c. Puede producir aumento de volumen (esponjamiento). Si la arena está almacenada al aire libre, el aumento de volumen por humedad crece hasta llegar a un máximo y luego decrece. Cuanto más fina es la arena, mayor es el efecto, llegando a aumentar el volumen hasta un 40 % con un contenido de agua del 8-9 %. Afecta si la dosificación es en volumen. La arena debe almacenarse protegida de la lluvia.

Granulometría: relación en porcentaje en la que se encuentran los tamaños de los granos de árido respecto del total. Para material de fábrica de resistencia, la arena se pasa por tamiz cuya abertura sea < 1 mm (grueso para tendel y > 1 mm para juntas).

Finos: categorías:

• 1: morteros de pavimento, proyección, para reparación.
• 2: de revocos y enlucidos.
• 3: de albañilería.
• 4: de albañilería con áridos de machaqueo.

Módulo de granulometría (Mg): Mg = suma de los porcentajes retenidos acumulados (R y A %) / 100.

Tamaño de árido: d = tamaño mínimo, D = tamaño máximo. Todos los áridos se describen en términos de tamaño empleando la designación d/D.

Agua: la temperatura del agua de amasado con áridos y conglomerante debe estar entre 7 y 30 °C.

• Por debajo de 7 °C: altera el tiempo de fraguado, pudiendo llegar a paralizarlo con temperaturas cercanas a cero. Aumenta el volumen al congelarse, produciendo roturas y pérdida de resistencia.
• Por encima de 30 °C: se acelera el proceso, aumenta el calor, se evapora el agua de amasado, y se producen dilataciones y contracciones.

El agua utilizada en la confección de morteros no debe contener impurezas. Para amasado de muros resistentes en fábrica se deben emplear aguas potables y de uso tradicional. En caso de duda, cumplir con la normativa vigente.

POROSIDAD Y PERMEABILIDAD

• Porosidad: relación por cociente entre el volumen de huecos y el volumen aparente. Los huecos existentes son susceptibles de colmatarse con líquido que accede por capilaridad o presión.
• Permeabilidad: facultad de dejarse atravesar por un líquido a presión. Se expresa como la cantidad de agua que pasa a través del mortero (ya endurecido) en 1 hora y a una presión determinada. Filtrado: se hace pasar agua a través del mortero. A mayor compacidad, más impermeable es el mortero.

DOSIFICACIÓN DEL MORTERO

La dosificación del mortero es la relación en peso o volumen de sus componentes: C : A : W (cemento : arena : agua).

Dosificación en volumen

• V_mortero = V_{conglomerante} + V_arena.
• V_pasta = V_{relativo cemento} + V_agua.
• Si el volumen de la pasta es superior a los huecos de la arena: V_mortero = V_{conglomerante} + (V_pasta − V_{huecos arena}).

Dosificación en peso

• V_arena = Peso arena / Densidad relativa de la arena.
• P_arena = V_arena · D_{conglomerante}.
• P_cemento = P_arena / a · c.
• P_agua = P_arena / a · w.

Corrección por humedad de la arena: solo es posible si se conocen las cantidades de los componentes en peso.

• Contenido de humedad de la arena: H = (P_h − P_d) / P_d · 100.
• Cantidad de agua a agregar: P_w = P_w' − H/100 · P_a.

CARACTERÍSTICAS DEL MORTERO

• Resistencia: a flexión y compresión.
• Adherencia: capacidad del mortero para absorber tensiones normales o tangenciales en la superficie de la base. Es la principal cualidad exigida al mortero. Se da en el mortero fresco (debida a las propiedades reológicas de la pasta de cemento o cal) y en el endurecido (depende de la naturaleza de la superficie de aplicación, porosidad, rugosidad y granulometría).
• Retracción:
  • Pastas puras: si la relación a/c es alta, se retraen al perder el agua en exceso.
  • Mortero: la arena actúa como esqueleto sólido que evita los cambios de volumen por secado y el peligro de grietas.
• Durabilidad: factores que tienden a destruirla:
  • Heladicidad.
  • Penetración de humedad: cuando el muro está sometido a lluvia prolongada o en zonas de condensación de humedad, el agua penetra por capilaridad.
  • Eflorescencias: manchas exteriores debidas a sales solubles, arrastradas por el agua de amasado o la lluvia, que precipitan en la superficie al evaporarse el agua. Sulfatos, nitratos, cloruros.
  • Ataque por agentes externos: para evitarlo se protege la superficie del mortero con endurecedores tipo fluosilicatos de cinc y aluminio, o se impregna con resinas. El ataque más peligroso es el químico: suelos húmicos que liberan sales solubles, sales marinas, líquidos corrosivos y gases corrosivos.
  • Choque térmico: el mortero sometido a altas temperaturas en un incendio sufre cambios que afectan a su resistencia mecánica. A más de 250 °C pierde resistencia de forma irreversible.
• Trabajabilidad del mortero fresco: consistencia del mortero apropiada para su aplicación con facilidad, con capacidad de retención de agua, evitando rigidización excesiva por absorción de la base.
  • Consistencia: oposición que presenta el mortero fresco a deformarse. Se mide mediante la mesa de sacudidas. Factores que influyen: relación a/c, cemento/arena, granulometría, aditivos, tipo de conglomerante, cantidad de aire en la masa.
  • Retención de agua.
  • Segregación de la arena.

Fabricación del mortero

• Amasado: mecánico o manual.
• A mano: sobre una superficie impermeable y limpia, se mezclan en seco el conglomerante y la arena hasta obtener un color uniforme. Se forma un cráter en el montón, se vierte el agua y se unifica (mínimo 3 batidas).
• A máquina: más perfecto que a mano, homogéneo y trabajable. Mejora la plasticidad y la retención de agua, y es más económico. Duración del amasado: más de 1 minuto. Temperatura del agua: < 70 °C.
• Almacenamiento: cemento, cal viva y yeso deben almacenarse bajo cubierta, sin contacto con el suelo y en lugar seco.

MORTEROS INDUSTRIALES

Se elaboran en fábrica y se suministran en obra. Tipos:

• Secos: mezclas ponderadas de componentes primarios que se amasan en obra con agua.
• Húmedos: mezclas ponderadas de componentes en proporciones adecuadas, amasadas en fábrica con agua necesaria. Están retardados, por lo que su trabajabilidad puede prolongarse varios días.
• Semiterminados o predosificados: aquellos cuyos componentes básicos se dosifican independientemente en fábrica, se suministran al lugar de utilización donde se mezclan y amasan. Para mantener sus propiedades de trabajabilidad se cubren con 2 cm de agua y lona plástica. En el momento de su uso, el mortero se extrae del cubilete. Los aditivos retardan el fraguado, que desaparece y se produce en tiempo normal.

Ventajas: dosificación perfecta de componentes y homogeneidad del amasado; nulas pérdidas de cemento y arena; cálculo exacto del precio por m³ y del consumo de mortero en obra; mayor limpieza en la obra.

HORMIGÓN: CONCEPTOS BÁSICOS

PROPIEDADES

Monolitismo, facilidad de construcción, conservación, aspecto, seguridad contra incendios, impermeabilidad, durabilidad.

INCONVENIENTES

Empleo de mucha mano de obra, grandes secciones de elementos estructurales, mayor lentitud en la puesta en servicio, precauciones en ciertos climas o ambientes.

CLASIFICACIÓN DEL HORMIGÓN

• Por densidad: ligeros, normales, pesados.
• Por su composición: ordinario, sin finos, ciclópeo, unimodular, ligero, pesado, refractario.
• En función del armado: en masa, pretensado, armado.

BASES GENERALES DE CONTROL

• Partida: cantidad de producto de una misma designación y procedencia, contenida en una misma unidad de transporte y que se recibe en obra o en el lugar de destino para su recepción (amasada).
• Remesa: conjunto de productos de una misma procedencia, identificados en una misma unidad de transporte y que se reciben en el lugar donde se efectúa la recepción.
• Acopio: cantidad de material procedente de una o varias amasadas que se almacena conjuntamente tras su entrada en obra.
• Lote de material: cantidad de material que se somete a recepción en su conjunto.
• Lote de ejecución: parte de la obra cuya ejecución se somete a aceptación en su conjunto.
• Unidad de inspección: conjunto de actividades correspondientes al mismo proceso de ejecución, sometido a control para la recepción de un lote de ejecución.
• Agente de control de calidad:
  • Dirección facultativa: obligaciones de aprobar el programa de control de calidad para la obra, desarrollar el control incluido en el proyecto, velar por su desarrollo y validar las actividades de control.
  • Laboratorio y entidades de control de calidad: laboratorio de control y entidades de control de calidad.

CONDICIONES PARA LA CONFORMIDAD DE LA ESTRUCTURA

• Ejecutar la estructura según proyecto, con modificaciones autorizadas y documentadas por la DF.
• En todas las actividades ligadas al control de recepción debe estar presente un representante del agente responsable de la actividad o producto de control.

Plan y programa de control

El proyecto de ejecución de la estructura de hormigón debe incluir un anejo con un plan de control que identifique cualquier comprobación derivada del mismo, así como la valoración total del control. El programa de control debe contener:

• Identificación del producto y de los procesos objeto de control.
• Previsión de medios materiales y humanos destinados al control y de la identificación de las actividades a subcontratar.
• Programación del control.
• Designación de la persona encargada de la toma de muestras.
• Sistema de documentación del control que se empleará durante la obra.

Conformidad del producto

• Control de recepción del producto: comprobar que las características técnicas cumplen lo exigido por el proyecto.
• Productos con marcado CE: se comprueba la conformidad verificando que los valores declarados en la documentación que acompaña al marcado CE permiten deducir el cumplimiento de la especificación.
• Otros casos: documentación del suministro que llega a obra, control mediante distintivos de calidad y ensayos.

Control documental del suministro

• Antes del suministro: documentación de conformidad o autorización administrativa exigida, incluida la documentación del marcado CE; declaración de suministro firmada por persona física con poder de representación suficiente.
• Durante el suministro: hojas de suministro de cada amasada.
• Después del suministro: certificado de garantía del producto suministrado, firmado por persona física con poder de representación suficiente.

Control de recepción mediante distintivos de calidad

Suministradores y constructor deben presentar a la DF copia del certificado que avale que el producto suministrado posee un distintivo de calidad oficialmente reconocido. Antes del suministro, la DF valora si la documentación es suficiente.

Control de recepción mediante ensayos

Para verificar el cumplimiento de las exigencias se realizan ensayos. Los laboratorios entregan los resultados junto con la incertidumbre de medida para determinar el nivel de confianza, con fechas, y los entregan al agente autor del encargo o a la DF.

CEMENTO EN EL HORMIGÓN

• Cantidad máxima de cemento: requisitos generales: 500 kg por m³ de hormigón. En casos excepcionales, y con autorización expresa de la dirección de obra, se podrá superar.
• Requisitos adicionales: cantidad mínima de aire ocluido para clases generales de exposición F; uso de cemento resistente a sulfatos, al agua de mar; resistencia frente a erosión y a reacción álcali-árido.

ESTADILLO

Módulo de granulometría de la mezcla: Mg_mezcla = Σ R y A (%) / 100 = 1000 − Σ % pasa / 100.

Para la mezcla con método Fuller, hallamos los % de áridos:

(%A · %pasan A + %B · %pasan B) / 100 = mezcla.

Luego comprobar que Mg_mezcla = Mg_Fuller.

FULLER

• Dos áridos: A + B = 100; Mg_a · A + Mg_b · B = (A + B) · Mg_Fuller.
• Tres áridos: A + B + C = 100; Mg_a · A + Mg_b · B + Mg_c · C = (A + B + C) · Mg_Fuller.

CONSISTENCIA

Permite detectar anomalías de dosificación (relación a/c).

Procedimiento: se llena el cono de Abrams en 3 tongadas, picando cada una 25 veces. Se levanta el cono verticalmente y se mide el descenso en cm, que es el asiento. Se realiza al fabricar probetas para controlar la consistencia, en todas las amasadas de control indirecto, y cuando lo ordena la DF o el PTPP.

• Si se indica el tipo de consistencia, se mira el asiento y si está en el intervalo correspondiente.
• Si se indica el asiento en cm, se comprueba el asiento medido y si está dentro de la tolerancia (A ±…).
• Si hay más de una probeta, se calcula la media de las medias y se comprueba el intervalo. Si alguna media queda fuera, se rechaza.

DETERMINACIÓN DE CANTIDADES EN PESO CON HUMEDAD

• Cantidad de cemento = … kg/m³ = P_cem.
• Si w/c = 0,4 (por ejemplo) → P_w.
• V_{relativo cemento} + V_{relativo agua (con Pw)} + V_{relativo áridos} = hormigón a confeccionar + 2,5 % más. Se iguala y se despeja P_árido.
• Con % de áridos se saca P de cada árido.
• H = (P_h − P_d) de la arena / P_d · 100.
• P_h = P_w' (peso del agua de la arena) + P_d → P_w'.
• P_w (la que queremos) = P_w (calculada antes con la relación a/c) + P_w' (peso de agua de la arena). Se sustituye en la fórmula del volumen relativo para despejar P_árido.

CONTROL AL 100 × 100

• Si la resistencia real cumple (f_c,real ≥ f_ck), el lote se acepta.
• Si tiene sello y no cumple, se comprueba que x_i > 0,9 f_ck.
• Si no cumple: (*) — no se acepta el lote de hormigón; se solicita información complementaria, estudios de seguridad o pruebas de carga.

CONTROL ESTADÍSTICO

• C1 (con calidad): se toma x₁ > f_ck. Si cumple, se acepta el lote. Si no cumple, x_i > 0,9 f_ck. Si no cumple: (*).
• C2 (sin calidad): N < 36. Recuento muestral: media mayor − media menor. K₂ depende del número de amasadas, las que no cumplen se rechazan.
• C3 (sin calidad): N > 37.

ENSAYOS PREVIOS

De docilidad y resistencia, con 4 amasadas. Se comprueba si la dosificación a emplear está justificada: x_media > f_ck + 2σ, con σ = 4 N/mm².

Si no cumple, se modifica la dosificación y se vuelven a realizar los ensayos previos.

ENSAYOS CARACTERÍSTICOS

Para comprobar que las dosificaciones son correctas.

• De resistencia: 6 probetas. Si cumple, se pasa a ensayos de control. Si no: f_cdosif > f_ck, consultando la tabla.
• De dosificación: 3 probetas, seguidas de fórmulas. Si cumple, se pasa a ensayos de control. Si no cumple, se modifican los medios auxiliares de fabricación y/o la dosificación.

Cuando cumpla: la dosificación y los medios de fabricación del hormigón son adecuados y se puede comenzar a fabricar hormigón para la obra.

ENSAYOS DE RESISTENCIA

• Carga de rotura (N) / (π · 75²/4) = tensión.
• Media = (tensión 1 + tensión 2 + … ) / n.
• Recorrido = (tensión mayor − tensión menor) / media.
• Para ver si la amasada cumple: 3 probetas, recorrido ≤ 36 %... f_c,real ≥ 40.

PLÁSTICOS

Son un conjunto de materiales orgánicos de elevado peso molecular, compuestos principalmente de C, H, O, N y S. Se denominan polímeros. La reacción química de monómeros para formar polímeros se llama polimerización, y existen tres métodos: por adición, por policondensación y copolimerización.

COMPOSICIÓN

Estabilizantes, colorantes, endurecedores, espumantes, ignifugantes, plastificantes, antioxidantes, lubricantes, extendedores, abrillantadores, desmoldeantes, catalizadores, cargas.

TERMOESTABLES

Se obtienen por policondensación y, a veces, polimerización. Se endurecen por el calor y son irreversibles una vez obtenidos. La forma se define antes del enfriamiento; no se puede modificar la forma inicial.

Características: al enfriarse no se ablandan, alta resistencia mecánica y dureza superficial, aislantes, no colorean, son fáciles de laminar, se sueldan y adhieren, baja densidad, alta rigidez, buenos comportamientos térmico y eléctrico.

Resinas fenólicas

Condensación de fenoles o derivados con aldehídos.

Propiedades: color ámbar oscuro, bajo costo, alta tenacidad, resistencia al envejecimiento, dureza y rigidez con estabilidad dimensional hasta 600 °C, aislante eléctrico, mal conductor del calor, arden con dificultad, buena resistencia a la mayoría de disolventes comunes.

Plástico más empleado: baquelita, paneles laminados.

Resinas ureicas

Condensación de la urea y el formaldehído. Catalizador de base ácida.

Propiedades: posibilidad de colores, incoloras, insípidas, duras, tenaces, estables al color a la luz y al calor, fácil moldeo, buen difusor de luz, infusibles, resistencias mecánicas medias, atacables por ácidos fuertes, resistentes a disolventes comunes.

Usos: soluciones acuosas para impregnar papel, adhesivos para contrachapado, colas, barnices, lacas, asientos inodoros, piezas mecánicas y eléctricas, pantallas transparentes de alumbrado.

Resinas melamínicas

Policondensación de melamina y formaldehído.

Ventajas frente a las ureicas: mayor resistencia al calor, menor absorción de agua, menor tendencia a fragilizarse tras el moldeo, mayor dureza y resistencia a impactos, mejor nitidez de color, alta resistencia química en general.

Usos: materiales eléctricos, paneles laminados, piezas sometidas a grandes requerimientos térmicos, con inserción metálica, en ambientes húmedos.

Resinas de poliéster

Policondensación de uno o varios glicoles con uno o varios diácidos.

Propiedades: estabilidad dimensional, no contraen tras el moldeo, alta resistencia al calor y a cambios de temperatura, elevada resistencia a la fisuración, buena resistencia a la humedad y disolventes, excelente aspecto superficial, excelentes propiedades eléctricas y a corrientes de carga.

Usos: aparatos sanitarios, piezas prefabricadas de fachadas, placas para cubiertas translúcidas, vasos de piscina.

Resinas alquídicas

Esterificación de un alcohol polihidroxílico y un ácido polibásico.

Propiedades: físicas y características que varían según la naturaleza del producto empleado y del agente modificante.

Usos: fabricación de pinturas.

Resinas epoxídicas

Polímeros termoestables que se endurecen al mezclarse con un agente catalizador o endurecedor. Las más frecuentes son la epiclorhidrina y el bisfenol A.

Propiedades: humectación y adherencia óptimas, buena resistencia mecánica y aislamiento térmico, excelente resistencia química y propiedades adhesivas, resistencia a temperaturas elevadas.

Usos: pinturas y acabados, adhesivos, pavimentos, materiales compuestos, restauración, revestimientos.

Siliconas

Polímeros inorgánicos, sin átomos de carbono en la cadena principal; están formados por silicio y oxígeno.

Características: resistencia a temperaturas extremas (−60 a 250 °C), resistencia al envejecimiento, ozono, radiación y humedad, larga vida útil, gran resistencia a la deformación y a la compresión, buenas propiedades eléctricas como aislante.

Selladores más empleados:

• Silicona ácida: excelente adherencia sobre materiales no porosos y no férricos.
• Silicona neutra: excelente adherencia sobre paneles y cubiertas metálicas.

Usos: adhesivos y selladores, juntas en elementos estructurales, moldes.

TERMOPLÁSTICOS

Son aquellos que se reblandecen al calentarse y se endurecen en estado vítreo al enfriarse lo suficiente.

Características: se ablandan por calor; después de enfriados pueden volver a moldearse; se pueden soldar; son ligeros, de baja absorción de agua, con buenas propiedades mecánicas y dieléctricas, y gran resistencia química.

Poliestireno (PS)

Polímero del estireno. Cinco grupos:

• Cristal o estándar: claros, transparentes o incoloros, alto poder aislante eléctrico, impermeables, elevada resistencia a la corrosión, baja densidad.
• Expandido (EPS): perlas de EPS y elementos de espuma rígida.
• Espuma rígida de poliestireno expandido (EPS): casi no absorbe la humedad del aire, bajo coeficiente de conductividad térmica, elevada resistencia mecánica, no envejece con el tiempo, no es atacable por ácidos ni álcalis, difícilmente inflamable, autoextinguible.
  Usos: muros y tabiques, forjados, cubiertas.
• Extruido (XPS): mismas características que el expandido, pero con mejor aislamiento térmico, alta resistencia a compresión, nula capilaridad, difícilmente inflamable.
  Usos: como espuma.
• ABS (acrilonitrilo butadieno estireno): resistencia al impacto (golpes), muy útil en automoción.

Policloruro de vinilo (PVC)

Obtenido de dos materias primas naturales: cloruro sódico y petróleo o gas natural. Dos tipos:

• Rígido: envases, ventanas, tuberías. En carpintería de puertas y ventanas, tuberías de evacuación, persianas enrollables y falsos techos.
• Flexible: cables, juguetes, calzados, pavimentos, recubrimientos, techos tensados. En aislamiento eléctrico, lonas impermeables, baldosas y revestimientos.

Características: dúctil, tenaz; estabilidad dimensional y resistencia al ambiente; reciclable.

Poliuretano (PUR)

Condensación entre dos monómeros complementarios. Tres grupos: rígido, blando o elastómero, y espuma de poliuretano.

• Rígido: de los materiales aislantes térmicos más eficientes y duraderos. Colabora en el ahorro de energía. Usos: paneles sándwich (cerramientos); productos aislantes obtenidos por laminación o corte de bloques (instalaciones y cubiertas tipo deck).
• Blando o elastómero: en pinturas e impermeabilizantes líquidos; goma espuma.
• Espuma de poliuretano: sintético, duroplástico, reticulado, no fusible.

MOLDEO

• Extrusión: termoplástico en gránulos → tolva → husillo giratorio (250 °C) → pasta → boquilla → hilo.
• Inyección: termoplásticos y termoestables (P y T): gránulos → tolva → cilindro → tornillo giratorio y calentadores → funde → boquilla → molde.
• Soplado: termoplástico. 1) Extrusión del polímero fundido a través de un dado con perfil tubular (parisón). 2) Inflado del tubo dentro del molde.
• Compresión: termoplástico en polvo o gránulos → molde → compresión contra el molde con calor → reblandecimiento del polímero.
• Transferencia: termoplástico. Se calienta todo y se licúa → líquido → molde → inyección y compresión → forma → aditivos → toma forma → polímero.
• Calandrado: termoplásticos y termoestables. Pasta → rodillos calentados → producto uniforme → último par de rodillos → espesor deseado → chapas o películas.
• Termoconformado: termoplástico. Lámina plástica con medidas → lámparas infrarrojas que reblandecen el plástico → por la otra cara se hace vacío → se adapta al molde.