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Jueves, 15 Noviembre 2018 07:00

Los áridos como materia prima en la normativa de hormigón en España

Maquina en explotación de áridos Maquina en explotación de áridos

Desde la primera Instrucción de Hormigón del año 1968 a la actual Instrucción de Hormigón Estructural EHE-08, el contenido de los apartados que hacen referencia a los áridos usados como materia prima para la fabricación de hormigón ha ido evolucionando. La próxima aparición de un Código Estructural que establecerá las exigencias que deben cumplir las estructuras de hormigón, acero y mixtas de acero-hormigón, modificará algunos aspectos relacionados con los áridos. La Federación de áridos y Anefa, a través de su Comité de Calidad, han colaborado activamente para tratar de adecuar los textos a la legislación europea e incorporar el punto de vista de los productores

1. INTRODUCCIÓN

El hormigón es un material de construcción hecho con cuatro ingredientes básicos, cemento o ligante, áridos, agua y aditivos, además de otros opcionales. En términos absolutos, el componente principal en volumen es el árido, que ocupa de un 60 a un 80% del volumen del hormigón.

Es obvio que las características del árido y su volumen influyen tanto en las propiedades del hormigón como en su coste, lo que lógicamente ha llevado a investigar ampliamente sobre esta influencia y a legislar para establecer los requisitos y los controles que debe cumplir un árido destinado a la fabricación de hormigón.

En España, se ha legislado a este respecto desde el 03 de Febrero de 1939. A continuación analizaremos cual ha sido el devenir de los aspectos relacionados con las características y el ensayo de los áridos, en los diferentes textos técnicos que han ido apareciendo hasta nuestros días. No son objeto de esta ponencia las cuestiones referentes a las instalaciones, los acopios, o las mediciones que también se incluyen en dichos documentos.

Por último revisaremos las modificaciones incorporadas al proyecto de Real Decreto del Código Estructural, documento que podría sustituir a la EHE-08, y que ha sido presentado a información Pública.

2. EVOLUCION DE LA HISTORIA NORMATIVA
La h.-39

Se considera que la primera Instrucción de Proyectos y Obras de Hormigón, fue la aprobada por la orden de 03 de Febrero del Ministerio de Obras Públicas, siendo obligatoria en todas las obras públicas definidas en la Ley General de Obras Públicas de 13 de abril de 1877, a partir de los tres meses de su publicación. En este documento de 50 páginas, se dedica a las características de los áridos un total de unas 6 páginas.

En el Artículo 9º Áridos del Capítulo 2 De los materiales, se detalla qué materiales pueden usarse como áridos << arenas y gravas existentes en yacimientos naturales, rocas suficientemente resistentes trituradas u otros productos que por su naturaleza, resistencia y diversos tamaños reúnan las condiciones siguientes>>

Exigen que el árido no sea <descomponible por los agentes y condiciones exteriores>, que esté <exento de substancias perjudiciales> y de <materia orgánica>, limitan el contenido de <cuerpos extraños inertes de peor calidad> y proscriben <<materias análogas, los lignitos, las escorias de hornos altos y demás productos que procedan
de estos hornos, productos que contengan combinaciones de azufre, las arenas muy alargadas o en lajas>. Sugiere usar <<áridos cuyos coeficientes de dilatación sean pequeños>> en elementos que vayan a estar expuestos a temperaturas elevadas.

Respecto al tamaño máximo indica que <no será superior al cuarto del ancho o espesor mínimo de la obra o elemento en que se va a emplear y no contendrá más de un 10% de elementos más gruesos que la separación entre barras>. En su Artículo 12 Dosificación del hormigón, apartado B) Proporciones del árido, recomienda cómo dosificar el árido y cómo componer una curva granulométrica, incluyendo un huso para el esqueleto granular y una definición de tamaño máximo del árido, <aquel por encima del cual hay más del 5% del peso total de cantos o granos de dimensiones normales y por bajo del mismo comienza la debida gradación del árido>.

En el Anejo de la Instrucción Métodos breves de ensayo, se incluyen varios artículos que recogen los procedimientos de ensayo: Toma de muestras de áridos, Determinación aproximada de la arcilla, Determinación definitiva de la arcilla, Determinación aproximada de la materia orgánica, Determinación aproximada de la compacidad del árido.

Las restantes referencias a áridos se limitan a un par de párrafos que refieren aspectos de fabricación o colocación del hormigón.

En resumen, se habla de qué se puede usar como árido para hormigón, se incluyen unas notas sobre sus características y se describen unos métodos breves de ensayo.

La h.-44

El 20 de Marzo de 1944, se procede a la modificación de la primera Instrucción de Proyectos y Obras de Hormigón h.-39, dando un periodo de tres meses para su entrada en vigor. En lo que respecta a los áridos, se varía la forma de comprobar la inexistencia de sustancias perjudiciales, la definición de tamaño máximo <el del más pequeño tamiz de la serie que retenga menos del 15% del peso total del árido, excluyéndose de esta determinación los cantos o granos de dimensiones anormales> y se precisan las condiciones de ajuste al huso granulométrico.

La h.a.-61

En 1961, el Instituto Eduardo Torroja de la Construccion y el Cemento, editó la Instrucción h.61 especial para estructuras de hormigón armado, uno más de sus Normas y Manuales, que a pesar de no ser un texto con rango legal oficial, tuvo una gran aceptación entre los profesionales del sector.

En el Capítulo II Materiales de la Primera parte. Materiales y ejecución, se incluye el Artículo 1.4 áridos, que se completa con un apartado específico en COMENTARIOS y con la descripción de los Métodos de ensayo que han de emplearse en el Capítulo VII Pruebas.

En este documento se acota más adecuadamente qué materiales pueden usarse: <Como norma general pueden emplearse, como áridos para la fabricación de hormigones, las arenas y gravas naturales, rocas trituradas, escorias siderúrgicas u otros productos cuyo empleo haya sido sancionado por la práctica>.  Se detallan requisitos que deben cumplir los áridos <cuando no se posean antecedentes sobre la utilización de los áridos disponibles o en caso de duda>, siendo estos los siguientes.

  Cantidad máxima en % del peso total de la muestra
  Árido fino Árido grueso
Terrones de arcilla (M.E. 1.4 a) 1,0% 0,25%
Finos que pasan por el tamiz 0,080 UNE 7050 (M.E. 1.4. b) 5,0% 1,0%
Material de tamaño superior al que pasa por el tamiz 0,063mm UNE 7050 y que flota en un líquido cuyo peso específico es 2,0 (M.E. 1.4. c) 0,5% 1,0%
Compuestos de azufre, expresados en SO3 y referidos al árido seco (M.E. 1.4. d) 1,0% 1,0%
Partículas blandas (M.E. 1.4 i)   5,0%
Pérdida de peso en ensayo de sulfato sódico (o magnésico) (M.E. 1.4.h)  
Árido fino y grueso: exento de cualquier sustancia que reaccione con los álcalis del cemento (M.E. 1.4.e)
Árido fino y grueso de escoria siderúrgica: estable, no contiene silicatos inestables ni compuestos ferrosos (M.E. 1.4 f)
Árido fino: exento de materia orgánica ( ensayo de colorimetría M.E. 1.4.g)

En lo que respecta a limitación de tamaño se dice que:

• Se excluirán los tamaños de áridos que no pasen por el tamiz de abertura igual a 8/5 la distancia libre entre armaduras y ½ del ancho o espesor mínimo de la pieza que se hormigona.

• Cribado el árido utilizable por tamices de abertura ½ de las anteriormente indicadas, el porcentaje retenido no será superior a 15.

<Se entiende por árido fino el material que, pasando por el tamiz 5 UNE 7050, resulta de la desintegración natural de las rocas, o se obtiene de la trituración de las mismas, de escorias siderúrgicas o de otros materiales inertes y suficientemente duros>

<Se entiende por árido grueso el material que, retenido por el tamiz 5 UNE 7050, resulta de la desintegración natural de las rocas, o se obtiene de la trituración de las mismas, de escorias siderúrgicas o de otros materiales inertes y suficientemente duros>

Además <se recomienda guardar muestras representativas de los áridos empleados en el curso de la obra, obtenidas con arreglo al M.E. 1.4j>.

La seriedad de este Manual viene refrendada en sus Comentarios, con la tesis general adoptada en su redacción y la mención específica de las fuentes utilizadas, como son el Joint Committee secciones 205 a 225 y 96 a 101); DIN 4301; Klleinlogel y Nicol “Rev. Mat. Const. Tr.P. nº 414,III,1950; Cement and Lime Vol. XV, nº 6 y Vol. XVI nº10 y el “Concrete Manual”, 1949 U.S.B. of R.

Por último incluyen los métodos de ensayo referidos en el articulado de la h.a.61, citando la Norma en la que se basan o a la que se ajustan, y que son los siguientes: M.E. 1.4 a Determinación de los terrones de arcilla contenidos en los áridos (C142-39 ASTM), M.E. 1.4 b Determinación de los finos contenidos en los áridos (MELC 4.04-a Laboratorio Central de Ensayos de Materiales de Construcción de Madrid), M.E. 1.4 c Determinación del carbón y del lignito en los áridos (MELC 4.02-a Laboratorio Central de Ensayos de Materiales de Construcción de Madrid), M.E. 1.4 d Determinación de los compuestos de azufre contenidos en los áridos (“Baustoffprüfungen” A.Hummel y P.K. Charisius), M.E. 1.4 e Determinación de la reactividad de los áridos con los álcalis del cemento (C289-52 T ASTM), M.E. 1.4 f Determinación de los silicatos inestables y compuestos ferrosos contenidos en las escorias siderúrgicas (DIN 4301), M.E. 1.4 g Determinación aproximada de la materia orgánica contenida en la arena (MELC 4.01-a Laboratorio Central de Ensayos de Materiales de Construcción de Madrid), M.E. 1.4 h Estabilidad de los áridos frente a las soluciones de sulfato sódico o de sulfato magnésico (MELC 4.03-a Laboratorio Central de Ensayos de Materiales de Construcción de Madrid), M.E. 1.4 i Determinación de las partículas blandas que contiene el árido grueso (C235-49 T ASTM), M.E. 1.4 j Toma de muestras de los áridos (D 75-48 ASTM), M.E. 1.8 a Análisis granulométrico de los áridos (C 136-46 ASTM), M.E. 1.8 b Determinación de la absorción de agua y del peso específico del árido fino (C128-42 ASTM), y M.E. 1.8 c Determinación de la absorción de agua y del peso específico del árido grueso(C127-42 ASTM)

La EH-68

El Decreto 2987/1968, de 20 de Septiembre, aprueba la Instrucción para el proyecto y la ejecución de obras de hormigón en masa o armado, cuyo ámbito de aplicación se extiende a todas las obras y proyectos que se realicen en el territorio nacional, con un plazo transitorio hasta su obligatoriedad de 2 años, con la derogación de la h.-44. Además crea la Comisión Permanente del Hormigón, que desde entonces se encarga de la revisión de este texto legal.

En su artículo 7º Áridos, especifica que < la naturaleza de los áridos y su preparación serán tales que permitan garantizar la adecuada resistencia y durabilidad del hormigón, así como las restantes características que se exijan a éste en el pliego de prescripciones técnicas particulares>. En cuanto a qué materiales pueden emplearse, el texto coincide con el de la h.a.61, admitiendo además la posibilidad de utilizar productos cuyo uso < resulte aconsejable como consecuencia de estudios realizados en un laboratorio oficial >.

La definición de árido fino y grueso se simplifica y se incluye la de árido total. <<«Arena» o «árido fino» el árido o fracción del mismo que pasa por un tamiz de 5 mm de luz de malla (tamiz 5 UNE 705-0); por «grava» o «árido grueso» el que resulta retenido por dicho tamiz, y por «árido total» o simplemente «árido» cuando no haya lugar a confusiones aquél que, de por sí o por mezcla posee las proporciones de arena y grava adecuadas para fabricar el hormigón necesario en el caso particular que se considere >>

Se incluye en el Artículo 7.2 la <<Limitación de tamaño.-Al menos el 85 por 100 del árido total será de dimensión menor que las dos siguientes: a> Los cinco sextos de la distancia libre horizontal entre armaduras. b) La cuarta parte de la anchura, espesor o dimensión mínima de la pieza que se hormigona. La totalidad del árido será de dimensión menor que el doble de los límites a> y b) anteriores>>

También incluye los requisitos a cumplir por los áridos sin antecedentes de utilización o en caso de duda, siendo idénticos a los de la h.a.61 con las excepciones que a continuación se detallan:

  • Se sustituyen los métodos de ensayo por normas UNE de la serie 7000
  • El ensayo de pérdida al sulfato sódico o magnésico se exigirá cuando así lo detalle el pliego de condiciones facultativas
  • Se eleva el % de compuestos de azufre permitidos a 1,20%
  • El coeficiente de forma del árido grueso conforme a UNE 7238 no debe ser inferior a 0,15 ; <>

Con las siguientes exigencias recogidas en el Artículo 22 Prevención- protección contra Acciones físicas y químicas, terminan las referencias a las características de los áridos.

  • 22.2 Durabilidad del hormigón: <<deberá comprobarse que cumplen las limitaciones indicadas en los apartados 7.3 y 7.4 de esta instrucción, y de modo especial las relativas a reactividad con los álcalis del cemento>>
  • 22.3 Corrosión de las armaduras: en hormigones armados, <se proscribe al empleo de materiales (agua o áridos) capaces de aportar sales solubles al hormigón >
La EHPRE-72

La orden de 5 de Mayo de 1972, aprobó la Instrucción para la fabricación y suministró de hormigón preparado, extendiéndose el ámbito de aplicación a todas las obras que empleen este hormigón en el territorio nacional, convirtiéndose en obligatoria en un plazo de 1 año desde su publicación. Este documento no quedó derogado hasta 1988.

En una frase se recogen las exigencias para el árido: << Los cementos, agua y áridos, empleados en la fabricación de los hormigones abarcados por esta Instrucción, deberán cumplir, respectivamente, todo lo indicado en la Instrucción para el proyecto y la ejecución de obras de hormigón en masa o armado>>

La EH-73

Con el Decreto 3082/1973, de 19 de octubre, se aprueba un nuevo texto que sustituye a la EH-68, entrando en vigor a los 6 meses de su publicación, si bien incluye unas disposiciones transitorias para proyectos ya aprobados por la Admón. o visados por Colegios profesionales o en fase de ejecución. Aproximadamente se dedican unas 6 páginas de 352 a los áridos.

La única novedad en cuanto a características se refiere a la reacción árido-álcali: <E árido fino no presentará reactividad potencial con los álcalis del cemento. Realizado el análisis químico de la concentración de SiO2 y de la reducción de la alcalinidad R, según la norma UNE 7137, el árido será considerado como potencialmente reactivo si

SiO2< R, cuando R>70 o SiO2 > 35 + 0,5 R, cuando R < 70

El árido grueso no presentará reactividad potencial con los álcalis del cemento evaluado como en el árido fino>>

Aparece por primera vez el Capítulo IX Control de Materiales, dedicando a los áridos el Artículo 58.3 Áridos, en el que se indica las especificaciones a cumplir (las del Apartado 7º), cuándo deben hacerse los ensayos y los criterios de aceptación y rechazo. <Ensayos:

a) Antes de comenzar la obra si no se tienen antecedentes de los mismos, ni varían las condiciones de suministro y siempre que lo indique el Director de Obra.
Se realizarán los ensayos de los apartados 7.3 y 7.4 de esta Instrucción, además de los previstos en el Pliego de Condiciones Técnicas Particulares.

b) Durante la obra:
Se prestará gran atención al cumplimiento de lo especificado en el aparte.do 7.2 de esta Instrucción. En caso de duda se realizarán los correspondientes ensayos de comprobación.

Criterios de aceptación y rechazo: El no cumplimiento de los apartados 7.3 y 7.4 de las especificaciones es condición suficiente para calificar el árido como no apto para fabricar hormigón.

El no cumplimiento de la limitación del apartado 7.2 hace que el árido no sea apto para las piezas en cuestión. Si se hubiera hormigonado algún elemento con hormigón con áridos en tal circunstancia, deben adoptarse las providencias que considere oportuno al Director de la Obra a fin de garantizar que, en tales elementos, no se han formado oquedades o coqueras de importancia que puedan hacer peligrar la sección, correspondiente>>

El Anejo 2 Definiciones incluye los términos: arena, árido, árido fino, árido grueso, árido total. En el Anejo 3 Recomendaciones prácticas para la utilización de los conglomerantes, para el cemento CA-350 se recomienda <prohibir el uso de áridos que contengan álcalis liberables> . En el apartado 1.3. del Anejo 4 Normas para la utilización de cemento aluminoso se recoge la <<prohibición total de utilizar áridos que contengan álcalis liberables, como puedan ser las arenas procedentes de elementos graníticos, esquistosos, micáceos y todo constituyente más o menos degradado o descompuesto, así como los granulados de escoria; prohibición total de utilizar arenas que contengan fracciones inferiores a 0,5 mm>> y en el 4.3 <no deberán utilizarse áridos congelados o con hielo>

Además del cuerpo normativo, la Instrucción EH-73 incluyó Comentarios sin carácter preceptivo para aclarar determinados conceptos. Por ejemplo, en el Artículo 7º Áridos, podemos destacar el referido al Desgaste de Los Angeles, <hay pruebas de áridos que son específicas de un reducido número de obras, como el ensayo de desgaste de “Los Angeles” que solo se realiza, prácticamente, en construcciones sometidas a efectos de abrasión, como los pavimentos de carretera>. En el Artículo 28.11 Coeficiente de dilatación térmica señalan que éste depende entre otros de la naturaleza de los áridos, < los valores más bajos se obtienen con áridos calizos y los más elevados con áridos silíceos >

El PG-3/75

La orden ministerial de 6 de febrero de 1976, aprueba el Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes de la Dirección General de Carreteras y Caminos Vecinales, PG-3/75, con fecha de entrada en vigor a partir de los nueve meses de su publicación en el Boletín Oficial del Estado.

Los Artículos 610.2.3 Árido fino y 610.2.4. Árido grueso presentan las especificaciones de para hormigón, siendo similares a las de la EH-73, excepto en los siguientes puntos.

  • Desaparece la expresión <cuyo empleo haya sido sancionado por la práctica resulte aconsejable como consecuencia de estudios realizados en un laboratorio oficial>, que se sustituye por <Los productos que se empleen como áridos cuyo empleo esté debidamente justificado a juicio del Director de las obras>
  • << En el caso de áridos finos de machaqueo, y previa autorización del Director, el límite de cinco por ciento (5% ) para los finos que pasan por el tamiz 0.080 UNE podrá elevarse al siete por ciento (7%)>>

Los Artículos 550.2.1.3 Árido fino y 550.2.1.4. Árido grueso incluyen requisitos para el caso de pavimentos de hormigón, además de generales de los apartados mencionados en el párrafo superior:

  • <Salvo indicación expresa del Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares, el árido fino que se emplee en hormigones de capa superior o para todo el pavimento, cuando éste se construya en una capa única, será arena natural silícea>
  • <El porcentaje de partículas silíceas del árido fino del hormigón de la capa superior, o de todo el pavimento, si se construye en una capa única, no será inferior a un treinta por ciento (30%), determinado según la Norma ASTM D3042>
  • Se exige el cumplimiento de un huso granulométrico del árido fino, admitiendo respecto a ella una variación máxima del módulo de finura del cinco por ciento (5%) en los análisis granulométricos realizados según la Norma UNE 7139.
  • <El tamaño máximo del árido no será superior a cincuenta milímetros (50 mm), ni a la mitad del espesor de la capa en que vaya a emplearse. Será suministrado, como mínimo, en dos tamaños>
  • <El coeficiente de desgaste del árido grueso, medido por el ensayo de Los Angeles según la Norma NLT-149/72, será inferior a treinta y cinco (35)>
  • <No se emplearán escorias de horno alto como árido grueso>
La EP-77

Real Decreto 1408/1977, de 18 de febrero, aprueba la primera «Instrucción para el proyecto y la ejecución de obras de hormigón pretensado», incluyendo las diferencias que a continuación se mencionan con el texto de la EH-73.

<Se prohíbe el empleo de áridos que contengan o puedan contener piritas o cualquier otro tipo de sulfuro. Las escorias siderúrgicas, no obstante, podrán utilizarse siempre que se cumplan las condiciones del 7.3>, incluyendo un apunte especifico a este tema en los Comentarios.

Se limita el contenido de cloruros expresados en ion Cl¯ y referidos al árido seco en 0,03% tanto para áridos gruesos como finos.

En cuanto a 7.2. Limitación de tamaño, se incrementa del 85 al 90 el porcentaje en peso del árido grueso.

En el apartado 58.4 Condiciones para los forjados, en Tamaño de áridos se recoge que << al menos el 85% del árido total del hormigón “in situ” será de dimensión no mayor que la menor de las tres siguientes dimensiones:

a) Los 5/6 de la distancia horizontal libre entre armaduras pasivas
b) 1/3 del espesor mínimo que se hormigone “in situ”
a) 1/2 del espesor mínimo de la losa superior

En el Anejo 3 Métodos de Ensayo, se detalla un método de ensayo para la determinación de cloruros en cementos y áridos para la construcción.

La EP-80 y la EH-80

La EP-80 fue aprobada por el Real Decreto 1789/1980, de 14 de Abril y revisada posteriormente por el RD 2695/1985, de 18 de Diciembre, sin que afectasen significativamente al tema que nos ocupa.

El RD 2868/1980,de 17 de Octubre, deroga y sustituye la EH-73, da un plazo de 6 meses para su entrada en vigor, con las pertinentes Disposiciones Transitorias.

El texto de la EH-80 incorpora las modificaciones de la EP-77, excepto las referidas al ion cloro, además de las mencionadas seguidamente.

En cuanto a 7.2. Limitación de tamaño, los límites que se modifican como sigue:

<<a) Los cinco sextos de la distancia horizontal libre entre armaduras independientes o entre éstas y el borde de la pieza, si es que dichas aberturas tamizan el vertido del hormigón (13.2.)
b) Cuatro -tercios entre una armadura y el paramento más próximo (13.3).
c) La cuarta parte de la anchura, espesor o dimensión mínima de la pieza que se hormigona.
d) Un tercio de la anchura libre de los nervios de los forjados (47.3.)
e) Un medio del espesor mínimo de la losa superior en los forjados (47,3).

En ciertos elementos de pequeño espesor y previa justificación, el limite c) podrá elevarse al tercio de la mencionada dimensión mínima

La totalidad de árido será de tamaño inferior al doble del menor de los límites aplicables en cada caso. >>

Se modifica la referencia al árido en el Artículo 24.3 Corrosión de las armaduras, antes 22.3, << Con respecto a los materiales empleados, se prohíbe poner en .contacto las armaduras con otros metales de muy diferente potencial galvánico y se recuerda la prohibición de emplear materiales que contengan iones despasivantes tales como cloruros, sulfuros y sulfatos en proporciones superiores a las indicadas en los artículos 6.º, 7.º y 8.º>>

En el Capítulo IX Control de Materiales, se varía la numeración, pasando al Artículo 63.3 Áridos.

El Anejo 2 Definiciones suma los términos: coeficiente de forma de un árido y tamaño del árido. Se reestructura el Anejo 3 Recomendaciones prácticas para la utilización de los conglomerantes, incluyendo recomendaciones relativas al hormigón, en función del tipo de cemento, para los áridos a emplear. Respecto a la reactividad, se indica que en el caso de usar cementos PUZ-I y II los áridos < pueden ser reactivos si son inevitables > y con cemento A- 550 estarán < exentos de limos arcillas y elementos finos y aportadores de álcalis (micas,
feldespatos, etc…)> Aparece el Anejo 6 Protección adicional frente al fuego, en el que se inserta una Tabla con dimensiones y recubrimientos mínimos referidos a hormigón con árido silíceo, que podrán reducirse en el caso de emplear áridos calizos.

La EH-82

Los cambios introducidos en la Instrucción de Hormigón por el Real Decreto 2252/1982, de 24 de julio, no afectaron a los apartados de áridos de la EH-80.

La EH-88

El Real Decreto 824/1988, de 15 de julio, aprueba una versión de la Instrucción, que introduce diversas modificaciones relacionadas con los áridos. En el Artículo 7º Áridos, las novedades más significativas son las siguientes:

Cuando no existen antecedentes de empleo <se realizarán ensayos de identificación mediante análisis mineralógicos, petrográficos, físicos o químicos, según convenga a cada caso>

<<Los áridos deberán llegar a obra manteniendo las características granulométricas de cada una de sus fracciones>

Se prohíbe el empleo de áridos que contengan sulfuros oxidables, en vez de mencionar las piritas, explicando en los Comentarios que hay piritas no oxidables y no-piritas oxidables.

Se incorporan la definiciones de tamaño máximo <<mínima abertura de tamiz UNE 7.050 por el que pase más del 90 por 100 en peso, cuando además pase el total por el tamiz de abertura doble >> y mínimo de un árido < la máxima abertura de tamiz UNE 7.050 por el que pase menos del 10 por 100 de peso>

Las limitaciones del tamaño máximo de un árido grueso son modificadas.

El artículo 7.3. Prescripciones y ensayos se desdobla en tres apartados, incorporando ciertos cambios.

- Condiciones físico-químicas: el máximo % de compuestos de azufre expresados en SO3 y referidos al árido seco se determina conforme a UNE 81120 y es de 0,4%; el contenido en finos arcillosos se limita mediante el equivalente de arena “a vista” (EAV) conforme a UNE 83.131/87 (<75 para obras en ambientes I y II o <80 en ambiente III o con ciclos de hielo/deshielo), o bien con el valor de azul de metileno según UNE 83.130/87 en el caso de arenas de machaqueo calizas, entendiendo como tal aquellas rocas sedimentarias carbonáticas que contienen al menos un 50% de calcita (<0,60 gramos de azul por cada 100 gramos de finos para obras en ambientes I y II o <0,30 para obras en ambiente III o que hayan de soportar ciclos de hielo-deshielo)

- Condiciones físico-mecánicas donde aparecen nuevos ensayos para comprobar que los áridos no son friables ni porosos:

Friabilidad de Arenas (UNE 83.115 Microdeval) <40
Desgaste de Gravas (UNE 83.115 Los Ángeles) <40
Absorción de Agua en arena y grava (UNE 83.133 y 83. 134) <5%

- Condiciones granulométricas: se limita el contenido en finos al 1% en gravas y 6 % en arenas con carácter general, y cuando se trata de machaqueo de calizas, al 2% en gravas y al 10 % y al 15 % en arenas, según la agresividad del ambiente.

En cuanto al ion cloro, especifica que se debe cumplir lo indicado en el Artículo 10.1, que limita el contenido del ion cloro total aportado por los componentes al 0,4% cuando se trate de obras de hormigón armado, salvo justificación especial de que no altera perjudicialmente las propiedades exigibles al hormigón y a las armaduras ni a corto ni a largo plazo>>

El Artículo 63.3, es muy parecido, con la lógica adaptación a las novedades introducidas en las características del Artículo 7º. Los criterios de aceptación o rechazo añaden en el caso de áridos no aptos, la posibilidad de <una justificación especial de que no altera perjudicialmente las propiedades exigibles al mismo, ni a corto ni a largo plazo>

Los conceptos incluidos en los anteriores Artículos 22.2 Durabilidad del hormigón y 24.3 Corrosión de las armaduras se integran en otros apartados, desapareciendo la antigua redacción.

En el Anejo 8 se detallan todas las normas mencionadas en la Instrucción.

El PG-3 (modificaciones años 1986-1990)

La Orden de 31 de julio de 1986 aprueba la Instrucción de la Dirección General de Carreteras Sobre Secciones de Firme en Autovías, con dos nuevos artículos sobre hormigón: 516 Hormigón compactado y 517 Hormigón magro. La Orden circular 311/1990 CyE Pliegos de prescripciones técnicas y pavimentos de hormigón vibrado modifica el Artículo 550 Pavimentos de hormigón.

Para hormigón compactado se exige el cumplimiento de un huso granulométrico, una proporción mínima de triturados de manera que el CBR de la mezcla recién compactada sea superior a 75 (NLT 111/78), con al menos el 50% de áridos machacados con 2 o más caras de fractura, un coeficiente de Los Angeles(NLT149/72) inferior a 30 o 35 en función del tipo de tráfico, no plásticos para tráfico pesado o medio y con limitaciones de plasticidad en el resto de casos, con menos del 0.05 % de materia orgánica (UNE-7082), un porcentaje de terrones de arcilla inferior al 2% (UNE 7133), porcentaje de sulfatos expresado en SO3 ( NLT-120/72) inferior al 0,5 % en peso.

Para hormigón magro no se exige un porcentaje mínimo de sílice para el árido fino, el tamaño máximo del árido grueso no será superior a 40 y el Desgaste de Los Angeles (NLT 149/72) inferior a 30.

Para pavimentos de hormigón se permite el uso de escorias de horno alto siempre que lo apruebe el Ingeniero Director de las obras en base a un estudio especial de su inalterabilidad. Se reduce el tamaño máximo del árido permitido a 40 mm o a la mitad del espesor de la capa en que se vaya a emplear. Se podrá exigir un porcentaje de arena natural rodada. Se condiciona la admisión del 7 % de finos por el tamiz UNE 80 μm a que el contenido de partículas arcillosas, sea menor a 0,7 g de azul de metileno por cada 100 g de finos (UNE 83130).

La EH-91

El Real Decreto 1039/1991, de 28 de junio, modificó el texto de la EH-88, entró en vigor 2 meses después de su publicación, con las ya habituales disposiciones transitorias.

La única modificación se haya en la nueva redacción del Anejo 3 Recomendaciones prácticas para la utilización de los conglomerantes, en la que se aconseja el uso de determinados cementos en <<hormigón en masa y armado con áridos sospechosos de reactividad áridoálcali>>

La EP-93

La aprobación por Real Decreto 805/1993 deroga la EP-80 en un plazo de 2 meses desde su publicación, con las oportunas Disposiciones Transitorias. Las principales diferencias con respecto a la EH-91 tienen que ver con el ion cloro.

En el caso de gravas y arenas debe determinarse conforme a UNE 83124 Áridos para hormigones. Determinación cuantitativa de cloruros. Método volumétrico (volhard)y se limita al 0,3% como cantidad máxima en gravas y arenas, fijando los mismos límites que en la EP-80 o en EP-77

<El ion cloro total aportado por los componentes no excederá del 0,2% s.p.c. salvo justificación especial>

La EHE

Mediante el Real Decreto 2661/1998, de 11 de diciembre, se derogan la EH-91, la EH-88, la EF-88 y la EP-93 y se aprueba la EHE, que entra en vigor el 1 de Julio de 1999, salvo excepciones recogidas en las Disposiciones Transitorias.

Los cambios incluidos en este documento comienzan en el Artículo 1º con el ámbito de la misma, <<sólo podrán utilizarse los productos de construcción (cementos, áridos, hormigones, aceros, etc.) legalmente comercializados en países que sean miembros de la Unión Europea o bien que sean parte en el Acuerdo sobre el Espacio Económico Europeo, y estarán sujetos a lo previsto, en el Real Decreto 1630/1992, de 29 de diciembre (modificado por el Real Decreto 1328/1995, de 28 de julio), por el que se dictan disposiciones para la libre circulación de productos de construcción, en aplicación de la Directiva 89/106/CEE. En particular, en lo referente a los procedimientos especiales de reconocimiento, los productos estarán sujetos a lo dispuesto en el artículo 9 del citado Real Decreto>>

En el Artículo 28º Áridos, apartado 28.1 Generalidades, se especifica que: <En cualquier caso, el suministrador de áridos garantizará documentalmente el cumplimiento de las especificaciones que se indican en 28.3 hasta la recepción de éstos. Por su parte, el fabricante de hormigón, que está obligado a emplear áridos que cumplan las especificaciones señaladas en 28.3, deberá en caso de duda, realizar los correspondientes ensayos>  Parte del texto de los Comentarios es modificado, haciendo hincapié en el significado de los ensayos de identificación de los áridos y la obligación de hacerlos, salvo que se disponga de un certificado de idoneidad, y mencionando la norma y los tamices para los ensayos granulométricos.

En el apartado 28.2 Designaciones y tamaños del árido, se indica por primera vez que los áridos deben designarse por d/D, las definiciones de tamaño máximo y mínimo incluyen el término desclasificados, se varían ligeramente las limitaciones al tamaño máximo y al igual que en el resto de la Instrucción se actualizan las referencias a normas UNE. En Comentarios introducen ligeras modificaciones.

En lo que respecta a 28.3 Especificaciones y ensayos, hay cambios importantes tanto en el articulado como lógicamente en los Comentarios.

La cantidad máxima en % del peso total de la muestra será: Árido fino Árido grueso
• Compuestos totales de azufre expresados en SO3= y referidos al árido seco (UNE EN 1744-1:99) 1,0%
• Sulfatos solubles en ácidos, expresados en SO3= y referidos al árido seco (UNE EN 1744-1:99) 0,8%
• Cloruros expresados en Cl– y referidos al árido seco (UNE EN 1744-1:99)  
- hormigón pretensado 0,03%
- hormigón armado u hormigón en masa que contenga armaduras para reducir la fisuración 0,05%
  Árido grueso
• El coeficiente de forma del árido grueso (UNE 7238:71) o el índice de lajas (UNE EN 933-3:97) >0,20 o

Las limitaciones para equivalente de arena, azul de metileno y contenido de finos se extienden a < los áridos procedentes del machaqueo de rocas dolomíticas, siempre que se haya comprobado mediante el examen petrográfico y mediante el ensayo descrito en la UNE 146507:99 EX Parte 2 (determinación de la reactividad álcali-carbonato) que no presenta reactividad potencial álcali-carbonato>>. Se incluye un huso granulométrico para la arena, si bien se permite el uso de curvas fuera del mismo si se justifica experimentalmente la igualdad de prestaciones del hormigón

Se indica que <los áridos no presentarán reactividad potencial con los alcalinos del hormigón>, comprobándose mediante un estudio petrográfico. Si se deduce posibilidad de reacción, se realizará el ensayo acelerado de reactividad conforme a UNE 146507:99 EX Parte 1 Método químico o UNE 146508:99 EX Método de probetas de mortero para álcali-sílice o álcali-silicato, o bien UNE 146507:99 EX Parte 2 para reactividad álcali-carbonato.

En lo que respecta a la Durabilidad, se prescribe en el Artículo 37.3.6 Resistencia del hormigón frente a la erosión que la naturaleza del árido fino sea cuarzo u otro material de similar dureza, y un árido grueso con desgaste de Los Angeles inferior a 30.

Además se incluye el Artículo 37.3.7. Resistencia frente a la reactividad álcali-árido, en el que se aclara que <las reacciones álcali-árido se pueden producir cuando concurren simultáneamente la existencia de un ambiente húmedo, la presencia de un alto contenido de alcalinos en el hormigón y la utilización de áridos que contengan componentes reactivos> Las medidas señaladas para prevenir estas reacciones son el empleo de áridos no reactivos y cementos con un bajo contenido de alcalinos, y si no fuese posible <se deberá realizar un estudio experimental específico> sobre la conveniencia de usar cementos con adiciones, excepto de filler calizo, o añadir adiciones al hormigón, valorando además la impermeabilización superficial.

En los comentarios al artículo 39.6 Módulo de deformación longitudinal del hormigón, se destaca la influencia de la naturaleza del árido en este parámetro.

En el Artículo 81.3.2. Ensayos se matiza que los ensayos de identificación se harán <si no se dispone de un certificado de idoneidad de los áridos que vayan a utilizarse emitido como máximo un año antes de la fecha de empleo por un laboratorio oficial u oficialmente acreditado>

En el Anejo 3 Recomendaciones generales para la utilización de cementos, se aconseja el uso de cementos bajos en alcalinos y/o con alto contenido de adiciones <en aquellos casos, que por ser los únicos áridos disponibles, es inevitable la utilización de áridos potencialmente reactivos> En el Anejo 4 Prescripciones para la utilización de cemento de aluminato de calcio, se matizan los requisitos para el árido. En el Anejo 11 Recomendaciones para hormigones de altas resistencias se detallan las especificaciones que deben cumplir los áridos.

El PG-3 (modificación del año 2002)

La ORDEN FOM/475/2002, de 13 de febrero, actualiza el Artículo 600 Hormigón, remitiendo en lo que respecta a áridos al cumplimiento de la EHE.

La EHE-08

El Real Decreto 1247/2008, de 18 de Julio, aprobó la Instrucción vigente desde el día 18 de Julio de 2008 hasta hoy, con las excepciones de las Disposiciones Transitorias. Derogó la EHE y la EFHE.

Hay cambios en cuanto a la organización del contenido o la redacción, que afectan tanto al articulado como lógicamente a los Comentarios de los mismos, que no merece detallar en este texto.

Las principales novedades son la exigencia del cumplimiento de las normas armonizadas UNE-EN 12620 Áridos para hormigón para áridos rodados, machacadas y escorias siderúrgicas enfriadas por aire y UNE-EN 13055-1Áridos ligeros para hormigón mortero e inyectados, y la incorporación de especificaciones para áridos reciclados procedentes del machaqueo de residuos de hormigón en el Anejo n° 15 y para áridos ligeros en el Anejo n° 16.

Si anteriormente se prohibía el empleo de áridos con sulfuros oxidables, ahora se permite <una proporción muy baja> (28.1 Generalidades), indicando que si es en forma de pirrotina, el contenido de azufre expresado en S, será inferior al 0,1% (28.7.3).

Se adopta como nueva designación d /D-IL-N, recomendando en Comentarios que dicha designación sea conforme a UNE 146.901 (28.2 Designación de los áridos). En cuanto al tamaño máximo y mínimo (Art. 28.3), se adoptan requisitos que confluyen con lo indicado en UNE-EN 12620. El contenido de finos del árido grueso será <1,5%, eliminando la distinción entre materiales calizos y no calizos y el huso granulométrico para la arena pasa a Comentarios (28.4.1Condiciones granulométricas del árido fino total).

En el Artículo 28.4.2 Calidad de los finos de los áridos, cambia la norma de ensayo del equivalente de arena (Anexo A UNE-EN 933-8) incrementándose en 5 puntos los valores mínimos permitidos. En cuanto al azul, se contempla la posibilidad de uso de valores mayores a los prescritos siempre que no se vean alteradas las propiedades del hormigón y se demuestre con un documentado estudio.

En el Artículo 28.6 Requisitos físico-mecánicos se recoge la posibilidad de uso de áridos con Desgaste de Los Angeles entre 40 y 50 para hormigones con fck<30N/mm2 y la friabilidad de la arena pasa a ser una recomendación para hormigones de alta resistencia en Comentarios. En áridos para hormigones con exposición a heladas, se limita la pérdida de peso al sulfato magnésico del árido grueso para aquellos áridos que presenten una absorción superior al 1%.

Artículo 28.7.4.)

La prescripción para los terrones de arcilla (UNE 7133) desaparece en el articulado y pasa a Comentarios como una recomendación.

En cuanto a las escorias de alto horno enfriadas por aire, se especifican las normas de ensayo para analizar su estabilidad y se incrementan los límites permitidos para compuestos de azufre y sulfatos solubles en ácido.

Se mencionan especificaciones para el caso de existencia de materia orgánica (28.7.4 Materia orgánica. Compuestos que alteran la velocidad de fraguado y el endurecimiento del hormigón).

Se elimina la referencia al ensayo de reactividad conforme a UNE 146507:99 EX Parte 1 Método químico. Se incluye la valoración de la reactividad potencial a largo plazo sobre prismas de hormigón, según UNE 146509 EX y se amplían sustancialmente los Comentarios. (Artículo 28.7.6 Reactividad álcali-árido)

En el Artículo 85.2 Áridos, se especifica la exigencia del marcado CE, con un sistema de evaluación de la conformidad 2+, la comprobación documental de la idoneidad, salvo en el caso de áridos de autoconsumo, que necesitan de un certificado de ensayo, con antigüedad inferior a tres meses, y con un nivel de garantía estadística equivalente al CE. Los documentos a aportar se recogen en el Anejo 21 Documentación de suministro y control.

En el Anejo 4 Recomendaciones generales para la utilización de cementos, se aconseja el uso de determinados con áridos potencialmente reactivos.

3. EL BORRADOR DEL NUEVO CÓDIGO ESTRUCTURAL

En lo que respecta a los áridos no hay cuestiones muy novedosas, pero sí se ha tratado de adaptar el texto al avance de la técnica y la legislación así como a la creciente sensibilidad hacia temas de sostenibilidad. No obstante hay algunos aspectos que desde la FdA se ha considerado conveniente exponer al Ministerio, a fin de que reconsideren la redacción final.

La principal novedad es la exigencia del marcado CE de áridos conforme a UNE-EN 12620 para cualquier árido que se emplee en la fabricación de hormigón, incluyendo los reciclados.

Los áridos reciclados disponen de un artículo específico, en el que se especifican los requisitos complementarios a los de los áridos convencionales, incluidos los de composición, y también los de absorción que deben cumplir los áridos naturales que se mezclen con ellos.

En la versión en información pública se ha eliminado en el articulado la mención al contenido de partículas orgánicas ligeras que flotan en un líquido de peso específico 2 (UNEEN 1744-1), aunque es un ensayo recogido en UNE-EN 12620.

En cuanto a la reactividad álcali-árido, hay una redacción menos negativa para el árido, no obstante queda algún aspecto que podría mejorarse. Se ha tenido en cuenta, que esta reacción no se puede producir a menos que concurran simultáneamente la existencia de un ambiente húmedo, la presencia de un alto contenido de alcalinos en el hormigón y la utilización de áridos que contengan componentes susceptibles de ser atacados por los álcalis presentes en la mezcla del hormigón. En consecuencia, se puede utilizar un árido potencialmente reactivo siempre que se cumplan los requisitos recogidos en el apartado de prevención de la reactividad árido-álcali. Además de las medidas que figuran en el texto sometido a información pública, se han propuesto otras alternativas basadas en normativa internacional.

En lo que respecta a la documentación, en el documento de entrega de cada partida, se sustituye la obligación de incluir el Número de marcado CE, otorgado por el Organismo Notificador, por el Número de la declaración de prestaciones, decidido libremente por el productor o comercializador de áridos, por lo que se ha planteado que se mantenga el texto de la EHE-08.

Se introduce un Anejo 9 Recomendaciones para la utilización del hormigón proyectado estructural, que incluye un huso granulométrico para el árido y una exigencia de tamaño máximo menor a 12mm.

A pesar de que el ámbito de esta ponencia son las características o ensayos, por su novedad y significancia parece oportuno mencionar la relevancia que se da a la Sostenibilidad en el nuevo Código Estructural, lo que también implica a los áridos. El Anejo 2 Índice de contribución de la estructura a la Sostenibilidad, desarrolla un método de evaluación en el que se considera el grado de contribución del proceso de la fabricación de áridos y de éstos como producto básico.

4. CONCLUSIÓN

Las exigencias normativas al respecto de las características y ensayos de los áridos para hormigón han evolucionado con los conocimientos técnicos y legislativos, con mayor lentitud debido probablemente a la aconsejable prudencia legislativa y a los inevitables procesos burocráticos, y no siempre a la misma velocidad en todos los campos de aplicación.

Afortunadamente entre los años 1999 y 2020 se produjo un proceso de simplificación de textos normativos, con la consecuente unificación de criterios en las exigencias a los áridos, y la lógica convergencia con la normativa europea.

Actualmente el primer requisito legal para la comercialización de áridos para hormigón en Europa, es que estos dispongan de un marcado CE conforme a un sistema 2+, lo que obliga al fabricante a asumir la responsabilidad sobre la conformidad de su producto, con las prestaciones incluidas en su Declaración de Prestaciones. Estas prestaciones declaradas son la base que el fabricante de hormigón utiliza para elegir los materiales que compondrán su producto.

En España, el conjunto de los áridos utilizados en un hormigón estructural deben cumplir los requisitos especificados en la vigente Instrucción de Hormigón Estructural EHE-08 y en el futuro en el anunciado Código Estructural

Información adicional

  • Fuente:: V Congreso Nacional de Áridos
  • Autor:: Déborah Cruz Ramos, Ingeniero de Caminos, Directora Técnica de Hanson Hispania S.A.U. y Presidenta del Comité de Calidad de ANEFA
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