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El hormigón es un material esencial en construcción, y los áridos juegan un papel fundamental en su composición. Los áridos proporcionan resistencia y durabilidad al hormigón, influyendo en sus propiedades físicas y químicas. Este tema explora la importancia de los áridos en la calidad del hormigón.

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Los áridos son materiales granulares como la arena, grava o piedra triturada, que se utilizan para formar parte del hormigón. Su calidad y propiedades influyen directamente en las características finales del hormigón, como su resistencia, durabilidad y trabajabilidad.

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El uso de áridos en la construcción se remonta a la antigüedad, con evidencias de su uso en las civilizaciones egipcia, griega y romana. Los romanos, en particular, fueron pioneros en el uso de hormigón (opus caementicium), que incluía áridos como uno de sus componentes clave. Con la revolución industrial y el desarrollo del cemento Portland en el siglo XIX, el uso de áridos se estandarizó y se expandió globalmente.

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Tamaño y Gradación

1. La gradación se refiere a la distribución de los tamaños de las partículas en un árido. Una buena gradación asegura una mezcla de hormigón compacta y con menos vacíos.

Forma y Textura

2. La forma y la textura superficial de los áridos afectan la trabajabilidad y la adherencia al cemento. Los áridos angulosos proporcionan mejor adherencia, mientras que los redondeados facilitan la trabajabilidad.

Densidad y Peso Específico

3. La densidad de los áridos influye en la densidad y en las propiedades mecánicas del hormigón.

Absorción de Agua

4. Los áridos deben tener una capacidad de absorción controlada para evitar que afecten la proporción agua-cemento de la mezcla.

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Existen diferentes tipos de áridos según su origen y tamaño, como los áridos naturales y los reciclados, así como la arena fina y la grava gruesa. La selección adecuada de áridos es crucial para garantizar la calidad y rendimiento del hormigón.

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En aplicaciones especializadas, se pueden utilizar tipos específicos de áridos para cumplir con requisitos particulares.

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Utilizados en hormigones ligeros para reducir el peso de las estructuras.

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Utilizados en hormigones de alta densidad para aplicaciones como protección radiológica.

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Utilizados en hormigones ecológicos para promover la sostenibilidad y el reciclaje de materiales de construcción.

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Proporcionar volumen: El principal uso de los áridos en el hormigón es proporcionar volumen. Al constituir entre el 60% y el 80% del volumen total de la mezcla, los áridos reducen la cantidad de cemento necesaria. Esto no solo disminuye el costo de producción del hormigón, sino que también reduce la cantidad de calor generado durante la reacción de hidratación del cemento, lo cual es crucial para minimizar el riesgo de agrietamiento por temperatura.

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Mejorar la Resistencia Mecánica: Los áridos contribuyen significativamente a la resistencia mecánica del hormigón. La resistencia a la compresión, una de las propiedades más importantes del hormigón, depende en gran medida de la calidad y las características de los áridos utilizados. Los áridos de alta resistencia y bien compactados proporcionan una base sólida para que el hormigón pueda soportar cargas elevadas sin fracturarse.

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Mejorar la Trabajabilidad: La trabajabilidad del hormigón se refiere a la facilidad con la que se puede mezclar, transportar, colocar y compactar sin segregación. Los áridos redondeados y bien graduados contribuyen a una mejor trabajabilidad, facilitando el manejo y la colocación del hormigón en el sitio de construcción. Además, una buena trabajabilidad es esencial para asegurar que el hormigón llene completamente los encofrados y rodee las armaduras sin dejar huecos o vacíos.

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Reducción de Costos: El uso de áridos en lugar de cemento puro en la mezcla de hormigón reduce los costos de producción. Dado que los áridos son generalmente más baratos que el cemento, su uso disminuye el costo total del hormigón. Además, al reducir la cantidad de cemento necesario, se reduce también el impacto ambiental asociado a la producción de cemento, que es una fuente significativa de emisiones de CO2.

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Las propiedades físicas y químicas de los áridos impactan en el comportamiento del hormigón. Factores como la forma, textura, porosidad y resistencia de los áridos influyen en la trabajabilidad, resistencia y durabilidad del hormigón.

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Los áridos son responsables de aportar resistencia mecánica al hormigón, ya que son el componente mayoritario en su composición. La calidad y distribución de los áridos influyen directamente en la resistencia a compresión y tracción del hormigón.

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La correcta mezcla de áridos es crucial para lograr un hormigón de calidad. La combinación adecuada de tamaños y tipos de áridos influye en la compacidad, trabajabilidad y resistencia del hormigón, optimizando su desempeño en la construcción.

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Los áridos desempeñan un papel fundamental en la durabilidad del hormigón, ya que influyen en su resistencia a la abrasión, al desgaste y a la acción de agentes químicos. La calidad de los áridos es esencial para garantizar la longevidad del hormigón.

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Los áridos se utilizan principalmente en:

- Hormigón estructural

- Hormigón para pavimentos

- Morteros

- Hormigón prefabricado

- Hormigón de alta resistencia

- Hormigón ligero

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- El Código Estructural regula las estructuras de hormigón, acero y mixtas de hormigón-acero en edificación y obra civil. Entró en vigor en 2021 y establece recomendaciones para el uso del hormigón proyectado estructural.

- Se utiliza para construir cimientos, columnas, vigas y otros elementos portantes.

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- El hormigón de pavimento debe resistir el tráfico y las condiciones climáticas. A diferencia del hormigón estructural, debe soportar flexotracción. Para prevenir fisuras, se recomienda evitar relaciones agua/cemento inferiores a 0,40 y usar áridos limpios.

- Se emplea en carreteras, aeropuertos y calles.

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- El mortero es una mezcla de aglutinantes inorgánicos, agregados finos y agua. Se utiliza para aparejar elementos de construcción, rellenar espacios entre bloques y revestir paredes.

- Es fundamental en albañilería y construcción.

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- El hormigón prefabricado se fabrica previamente y se ensambla en la obra. Reduce pérdida de materiales y facilita el control de calidad.

- Se usa en puentes, edificios y otras estructuras.

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- Los HAR superan los 50 N/mm² a los 28 días. Pueden llegar a ser superhormigones con más de 125 N/mm².

- Se compone de cemento, áridos de alta resistencia y aditivos superplastificantes. Su uso es común en grandes infraestructuras y estructuras exigentes.

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- El hormigón ligero tiene baja densidad y se logra mediante áridos ligeros o aditivos.

- Se emplea en techos, losas y elementos donde se requiere reducción de peso.

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La composición química de los áridos varía según su origen, pero generalmente incluye:

- Sílice (SiO2)

- Alúmina (Al2O3)

- Óxido de hierro (Fe2O3)

- Cal (CaO)

- Magnesia (MgO)

- Álcalis (Na2O y K2O)

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Las principales propiedades mecánicas de los áridos incluyen:

- Resistencia a la compresión

- Módulo de elasticidad

- Dureza

- Tenacidad

- Resistencia al desgaste

Estas propiedades influyen directamente en las características finales del hormigón

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Algunos de los ensayos más comunes realizados a los áridos son:

- Granulometría (UNE-EN 933-1)

- Densidad y absorción de agua (UNE-EN 1097-6)

- Resistencia a la fragmentación (Ensayo Los Ángeles, UNE-EN 1097-2)

- Contenido de finos (UNE-EN 933-1)

- Equivalente de arena (UNE-EN 933-8)

- Reactividad álcali-sílice (UNE 146507-1)

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Este ensayo determina la distribución de los tamaños de las partículas en un agregado mediante el tamizado. Consiste en separar las partículas del material en fracciones de tamaños específicos usando una serie de tamices estandarizados. Los resultados ayudan a evaluar las propiedades del agregado, como su idoneidad para diferentes aplicaciones en construcción.

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Densidad y absorción de agua (UNE-EN 1097-6)

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Densidad y absorción de agua (UNE-EN 1097-6)

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Este ensayo mide la densidad aparente y la capacidad de absorción de agua de los agregados. La densidad se determina por el volumen y la masa del agregado, mientras que la absorción de agua se evalúa sumergiendo el material en agua y midiendo el incremento en peso. Estos datos son cruciales para comprender el comportamiento del agregado en condiciones de humedad.

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Resistencia a la fragmentación (Ensayo Los angeles, UNE-EN 1097-2)

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Resistencia a la fragmentación (Ensayo Los angeles, UNE-EN 1097-2)

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El ensayo Los Ángeles evalúa la resistencia de los agregados a la fragmentación y el desgaste. Se realiza mediante la rotación de una muestra de agregados en un cilindro con bolas de acero, simulado el desgaste que sufre el material en condiciones de uso. Los resultados indican la durabilidad del agregado para aplicaciones en pavimentos y otras estructuras.

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Este ensayo determina el contenido de partículas finas en un agregado utilizando el tamizado húmedo. Las partículas finas, que pasan a través de un tamiz de 0,063 mm, pueden afectar las propiedades del concreto o el asfalto, como la cohesión y la trabajabilidad. Conocer el contenido de finos es esencial para asegurar la calidad del material en la construcción.

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El ensayo de equivalente de arena mide la proporción de arena respecto a arcilla, limo y partículas finas presentes en un agregado. Se realiza mediante la agitación de una muestra de agregado con una solución de floculante, permitiendo que las partículas más finas se asienten. Los resultados indican la limpieza del agregado y su aptitud para ser utilizado en mezclas de concreto y asfalto.

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Este ensayo evalúa la reactividad potencial de los agregados con los álcalis del cemento, lo que puede causar expansión y agrietamiento en el concreto. Se prepara una mezcla de cemento con el agregado y se somete a condiciones aceleradas de temperatura y humedad. Los resultados ayudan a identificar agregados que podrían causar problemas de durabilidad en estructuras de concreto.

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1. Extracción (canteras o graveras)

La extracción de áridos se realiza en canteras o graveras, donde se obtiene el material mediante métodos de voladura, excavación o dragado. En las canteras, se extraen rocas duras como granito o caliza, mientras que en las graveras se extraen depósitos de arena y grava. El proceso incluye la remoción de la capa superficial del suelo y la extracción del material útil para su posterior procesamiento.

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2. Trituración (para áridos de machaqueo)

La trituración es el proceso de reducción del tamaño de las rocas extraídas hasta obtener partículas de dimensiones específicas. Se utilizan diferentes tipos de trituradoras (de mandíbulas, cónicas, de impacto) para machacar las rocas grandes en fragmentos más pequeños. Este proceso es esencial para obtener áridos de calidad, adecuados para diversas aplicaciones en construcción.

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3. Clasificación por tamaños

La clasificación por tamaños se realiza mediante tamices o cribas vibratorias que separan los áridos en distintas fracciones granulométricas. Cada fracción se destina a usos específicos, como la fabricación de concreto, asfalto o mortero. Este paso asegura que el material cumpla con las especificaciones requeridas para cada aplicación.

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4. Lavado (si es necesario)

El lavado de los áridos se lleva a cabo para eliminar impurezas como arcilla, polvo y partículas finas que pueden afectar la calidad del material. Este proceso implica el uso de agua y equipos de lavado, como tornillos lavadores o cribas lavadoras, para limpiar los áridos y mejorar sus propiedades para aplicaciones en construcción.

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5. Almacenamiento

Después de ser procesados, los áridos se almacenan en pilas o silos hasta su transporte o uso. El almacenamiento adecuado es crucial para prevenir la contaminación y la segregación del material. Además, se deben seguir buenas prácticas para mantener la calidad y homogeneidad de los áridos durante su almacenamiento y manipulación.

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La extracción y uso de áridos plantea desafíos en términos de sostenibilidad. Es crucial promover prácticas responsables de extracción y fomentar el uso de áridos reciclados para reducir el impacto ambiental de la industria del hormigón.

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Las normativas y estándares de calidad para los áridos son fundamentales para garantizar su idoneidad en la producción de hormigón. El control de calidad en la extracción, procesamiento y uso de áridos es esencial para la seguridad y fiabilidad de las estructuras de hormigón.

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La investigación y desarrollo continúan explorando nuevas formas de utilizar áridos en el hormigón, desde la incorporación de áridos reciclados hasta la implementación de tecnologías que optimicen su desempeño. Estas innovaciones buscan mejorar la sostenibilidad y eficiencia del hormigón.

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Los áridos desempeñan un papel crucial en aplicaciones específicas de hormigón, como en la construcción de carreteras, puentes, edificaciones y obras de infraestructura. La selección adecuada de áridos es fundamental para garantizar la durabilidad y resistencia de estas estructuras.

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Los áridos son componentes esenciales en la producción de hormigón, influyendo en su resistencia, durabilidad y sostenibilidad. La selección y utilización adecuada de áridos son fundamentales para garantizar la calidad y rendimiento del hormigón en diversas aplicaciones constructivas.