Hormigón

El Hormigón es el producto resultante de la mezcla de un Aglomerante; Arena, Grava o Piedra Machacada (denominados áridos) y Agua.

Antiguamente se empleó en Asia y en Egipto. En Grecia existieron acueductos y depósitos de agua hechos con este material, cuyos vestigios aún se conservan. Los romanos lo emplearon en sus grandes obras públicas, como el puerto de Nápoles, y lo extendieron por todo su imperio.

Antes del descubrimiento de los Cementos se emplearon como Aglomerantes la Cal Grasa, la Cal Hidráulica, y los Cementos Naturales. Desde mediados del S.XIX comenzó a utilizarse en obras marítimas, y a finales del mismo, asociado con el hierro en forma de Hormigón Armado, en puentes y depósitos, habiéndose extendido su empleo tanto en obras públicas como privadas.

Es un material de bajo precio respecto al Acero, de resistencia similar o mayor a la del Ladrillo, que brinda la posibilidad de construir elementos de casi cualquier forma.

También es buen aislante acústico y resistente al fuego.

La consistencia o fluidez del Hormigón dependerá del contenido de agua de la mezcla.

La plasticidad dependerá del contenido de Áridos finos de diámetro inferior a 0,1 mm., haciendo más fácil la colocación en obra.

Clasificación de Suelos

Clasificación de suelos
Con la granulometría y la plasticidad se pueden clasificar los suelos en cuanto a sus propiedades de
identificación.
Aunque existen varios sistemas de clasificación, dirigidos a determinados usos de los suelos (carreteras,
presas, etc.), el más general es el U.S.C.S. (Unified Soil Classification System), americano, basado en la propuesta
inicial de Casagrande. En la Tabla 1.2 se puede ver la citada clasificación, que asigna a cada suelo dos letras
según los criterios siguientes:
− Separación entre suelos gruesos (G, S) y finos (M, C, O):
En función de que el porcentaje de partículas gruesas (arenas y gravas, es decir, mayores de 0,074 mm,
tamiz 200 ASTM), sea mayor o menor del 50%.

− Para los suelos gruesos, separación entre gravas (G) y arenas (S):
En función de que, de la fracción retenida en el tamiz 200, resulte retenida por el tamiz 4 (4,76 mm) más del
50% (G) o menos (S).
− Tanto para gravas (G) como para arenas (S), separación entre suelos gruesos limpios o con finos:
En función del contenido de finos (fracción que pasa por el tamiz 200):
Suelos gruesos limpios (inferior al 5%)
Suelos gruesos intermedios (entre el 5 y el 12%)
Suelos gruesos con finos (superior al 12%)
− Para suelos gruesos limpios, separación entre suelos bien graduados (W) o pobremente graduados
(P):
En función de que se cumplan o no los dos requisitos de la curva granulométrica indicados en la Tabla 1.2,
se añade el símbolo W,P a la letra G,S.
− Para suelos gruesos con finos, separación entre limosos, arcillosos u orgánicos:
En función de las características de plasticidad de la fracción fina (carta de Casagrande), se añade el símbolo
C,M,O a la letra G,S (p.ej., GC).

 − Para suelos gruesos intermedios (finos entre el 5 y el 12%):
Se les asigna doble símbolo, considerándolos limpios y con finos (p.ej., GW-GC).
− Para suelos finos:
En función de las características de plasticidad (carta de Casagrande), se clasifican como CH, CL, MH, ML,
OH, OL.

Plasticidad. Limites de Atterberg

Plasticidad. Límites de Atterberg.
En un suelo granular seco, si se añade agua progresivamente, ésta va rellenando los poros hasta saturar
el suelo; a partir de este momento, el suelo no admite más agua, y si se sigue añadiendo, el suelo queda en el
fondo del recipiente y por encima de él, agua limpia.
En cambio, en arcillas, y en cierta medida en los limos, las partículas, merced a su actividad eléctrica,
admiten agua de forma progresiva, separándose unas de otras hasta llegar a formar una suspensión cada vez
más diluida. Presentan así todos los estados de consistencia, desde un sólido frágil, pasando por un sólido
plástico amasable, hasta un líquido

A esta propiedad se le denomina plasticidad, y se emplea para la identificación de suelos arcillosos y
limosos. Se cuantifica mediante los llamados límites de Atterberg, que se definen como la humedad (cociente
en tanto por ciento entre peso de agua y de suelo seco) para la cual la arcilla presenta una determinada
consistencia.
− Límite plástico (wP o LP):
Es la humedad para la cual el suelo pasa de ser un sólido frágil a plástico, es decir, que puede moldearse
sin agrietarse. Se determina mediante ensayo normalizado (Norma UNE-103104). Se amasa la arcilla entre la
palma de la mano y una superficie lisa, formando un pequeño cilindro hasta la aparición de grietas. Cuando el
agrietamiento comienza a producirse para un diámetro del cilindro de arcilla de unos 3 mm, se dice que la
arcilla tiene la humedad correspondiente al límite plástico

− Límite líquido (wL o LL):
Es la humedad para la cual el suelo pasa de ser un sólido plástico a un líquido viscoso.
Se determina mediante ensayo normalizado (Norma UNE-103103) con la cuchara de Casagrande
 En él se amasan unos 100 g de suelo con la humedad aproximada del límite líquido, y se rellena
con él la parte inferior del cuenco metálico (cuchara). Luego se hace un surco con un acanalador normalizado
y se dan golpes a la cuchara dejándola caer sobre la base desde una altura determinada (para esto el aparato
lleva un mecanismo regulador). Se dice que la arcilla tiene la humedad del límite líquido cuando, tras dar 25
golpes, el surco se cierra en una longitud aproximada de 12 mm (media pulgada).
Las definiciones anteriores de los límites son un tanto arbitrarias, y no responden a un cambio brusco
en la consistencia del suelo. Tienen sin embargo la virtud de ser utilizadas de forma universal, lo que permite
validar descripciones de suelo hechas por personas diferentes en lugares distintos del mundo.
Se han hecho numerosas determinaciones de la resistencia de los suelos amasados y se ha obtenido que
en general, la resistencia al corte para la humedad del límite líquido es del orden de 0,5-5 kPa (media de 1-2
kPa), y para el límite plástico unas 100 veces superior, es decir, de 50-500 kPa (media 100-200 kPa).

Índice de plasticidad (IP):
Es la diferencia entre las humedades de los límites líquido y plástico:
IP = LL − LP (1.11)
Indica el tamaño del rango de humedades en el que el suelo se comporta como un sólido plástico.

Granulometria

Granulometría 

Determinación experimental
Para las fracciones gruesas (tamaños de grava y arena), la granulometría se determina mediante el
ensayo de tamizado (Norma UNE-103101). Se hace pasar el suelo por una serie de tamices de finura
creciente, y se pesa la parte retenida en cada uno de ellos. El tamiz más fino que suele usarse es el 0,08 UNE (0,080 mm), o el aproximadamente equivalente nº 200 ASTM (0,074 mm). Este tamiz corresponde
precisamente a la separación entre arenas y limos.
Para los tamaños inferiores a éstos, es decir, para la fracción limosa, se hace el ensayo de
sedimentación. En él, se utiliza la propiedad de que, cuando una partícula cae en el seno de un fluido viscoso,
su velocidad de caída alcanza enseguida un valor límite constante, para el cual la fuerza másica (peso menos
empuje de Arquímedes) resulta equilibrada por la resistencia viscosa del agua a su alrededor. Si la partícula es
esférica de diámetro D, dicha velocidad es (ley de Stokes):

siendo γs y γw los pesos específicos de la partícula y del fluido, respectivamente, y η la viscosidad dinámica del
fluido.
La forma operativa del ensayo consiste en preparar una suspensión del suelo en agua, con una
concentración determinada, en un recipiente graduado. Se agita y se deja reposar. Las partículas van cayendo
y depositándose en el fondo. Con ello, la concentración de la suspensión va decreciendo al ir desapareciendo
de ella las partículas más gruesas. Se mide la variación con el tiempo de esta concentración en un punto determinado del recipiente (método de la pipeta), o de la densidad aparente (método del densímetro), y de
ello se puede deducir la proporción de partículas de cada tamaño. En España está normalizado el método del
densímetro (Norma UNE-103102).
Para la parte de arcilla, y en parte también para los limos, la granulometría no es significativa, por lo que
los ensayos de sedimentación no se hacen sistemáticamente, como los de tamizado. Para estos suelos, su
identificación se basa preferentemente en la plasticidad, que se estudia a continuación.

Tipos de Suelos

 TIPOS DE SUELOS
El tamaño de las partículas es el primer criterio de clasificación de los suelos. La denominación más
extendida para las partículas es en una escala basada en los dígitos 2 y 6 (es decir, con un factor de 3 entre
ellos)
De la Tabla anterior es importante destacar:
− Las gravas, arenas, limos y arcillas se designan con los símbolos G, S, M y C, respectivamente.
− El límite entre gravas y arenas es de 2 mm
− Para el límite entre arenas y limos hay ligeras variaciones: algunas normas lo sitúan en 0,06 mm, pero otras
toman 0,08 mm, y otras 0,074 mm (tamiz 200 de la serie ASTM).

   Tabla 1.1. Escala de tamaños de partículas de suelos

                          

Origen de los Suelos

 ORIGEN DE LOS SUELOS
Los suelos provienen de las rocas a través de procesos de erosión. El proceso formativo puede incluir
las siguientes fases:
− erosión
− transporte
− sedimentación
− procesos secundarios
 Erosión
Puede ser física o química.
− La erosión física consiste en la reducción de la roca a fragmentos progresivamente más pequeños, pero
sin alterar su composición química. Puede ser por acción del agua, aire, temperatura u otros factores, ya sea actuando solos o en combinación. Así se forman los suelos granulares (gravas, arenas, limos). Las
acciones entre partículas son puramente mecánicas.
− La erosión química consiste en procesos de hidratación, hidrólisis, oxidación o disolución, por los que se
forma un suelo cuya composición química difiere de la de la roca original. El proceso más importante es la
hidrólisis de los silicatos de las rocas para pasar a arcillas. Debido al proceso, las partículas tienen cargas
eléctricas no compensadas (o no uniformemente distribuidas), por lo que aparecen fuerzas eléctricas de
interacción entre sí y con el agua intersticial. Esto confiere a estos suelos propiedades particulares
(plasticidad).

Transporte y sedimentación
El suelo, una vez formado por la erosión, puede quedarse donde se formó o ser transportado y
sedimentado en otros lugares. En función de ello se habla de:
− Suelos residuales, o eluviales: no han sufrido transporte. Por ello, suelen conservar algunos restos de la
estructura de la roca a partir de la que se formaron (dirección de estratificación, anisotropía). Deere y
Patton (1971) presentan un perfil típico de suelos residuales. Es frecuente que la zona de transición suelo-roca (Deere y Patton, 1971) sea más permeable que la parte
superior, de suelo, y que la inferior, de roca, lo que da lugar a filtración preferente de agua en dicho
contacto.
− Suelos transportados y sedimentados. Puede ser mediante el agua de ríos (suelos aluviales), mar, lagos,
glaciares, o del viento (dunas, depósitos eólicos), o por gravedad en laderas (suelos coluviales).
El medio de transporte (que actúa a la vez como agente de erosión y medio de sedimentación), tiene una
gran influencia en las propiedades del suelo resultante: distribución de tamaños de partículas, y forma y
textura de las mismas. Así, los suelos eólicos suelen ser muy uniformes, mientras que los aluviales
presentan un mayor grado de mezcla de tamaños, y los glaciares aún más.

Suelos y Rocas

 SUELOS Y ROCAS
Una primera clasificación es la distinción entre suelos y rocas.
Suele considerarse que los suelos están constituidos por partículas sueltas, mientras que en las rocas los
granos están cementados o soldados. Sin embargo, esta separación no es tan clara: existen, por una parte,
suelos con algún grado de cementación entre sus partículas y, por otro, rocas en las que la cementación es
relativamente ligera. En algunos textos se considera la resistencia a compresión simple de 103 kN/m² (1 MPa)
como el límite de separación entre suelo y roca.
Desde el punto de vista práctico, en construcción es habitual considerar como suelos aquellos terrenos
que pueden excavarse sin necesidad de recurrir a explosivos, y así se define en algunos textos. Sin embargo,
en las últimas décadas la evolución de las técnicas de excavación (martillos picadores, rozadoras) permite la
excavación mecánica de rocas de resistencia media, lo que ha hecho más difuso este límite.
El Código Técnico de la Edificación establece la distinción en función de que la acción del agua sea capaz
de disgregar el material en partículas en poco tiempo o no (considerando “poco tiempo” el periodo de vida útil
de un edificio).

 De lo anterior se deduce que no hay una distinción clara entre suelos y rocas, sino una transición
continua. Los materiales de tránsito (suelos duros-rocas blandas) tienen características específicas y
presentan comportamientos a veces de más difícil estudio que los suelos y rocas típicos.