La distribución de los distintos tamaños de los granos que componen un árido tiene una importancia decisiva en las características del hormigón. El estudio de dicha distribución suele efectuarse mediante la curva granulornétrica, que se determina cribando el árido a través de una serie normalizada de cribas y tamices.
Las cribas y tamices normalmente empleados corresponden a las series ISO-565, UNE-7050 o serie americana Tyler, cuyas aberturas están en progresión geométrica de razón dos. Sus valores en milímetros vienen dados en la tabla 2.4.
Una vez efectuado el cribado del árido, puede dibujarse su curva granulométrica tomando en abscisas las aberturas de los tamices y, en ordenadas, los porcentajes que pasan por cada tamiz, en volumen absoluto. Generalmente se emplea papel semilogarítmico (figura 2.2).
Los áridos empleados en la preparación del hormigón se obtienen, normalmente, mezclando arenas y gravas en proporciones adecuadas, o mejor aún, tres o más grupos de distintos tamaños. No es posible establecer, de una manera general, una curva granulometrica óptima única, debido a que en cada caso hay que tener en cuenta diversos factores: las resistencias y propiedades exigidas al hormigón; los medios de transporte, puesta en obra y compactación del hormigón; las propiedades y forma de los granos; el tipo y dimensiones del elemento estructural, etc.
Los parámetros que determinan las características granulométricas de un árido son, fundamentalmente, tres: el tamaño máximo del árido, la compacidad y el contenido en granós finos.
Se denomina tamaño máximo de un árido (D) la mínima abertura de tamiz UNE 7050- 2:85 por el que pasa más del 90 % en peso, debiendo además pasar la totalidad del árido por el tamiz de abertura doble. (FI tamaño mínimo se define, de forma análoga, como la máxima abertura de tamiz por el que pasa menos del 10 % en peso) Cuanto mayor sea el tamaño máximo del árido, menores serán las cantidades necesarias de cemento y agua del hormigón. Pero el tamaño máximo del árido viene limitado por las dimensiones de los elementos estructurales y la separación entre armaduras, influyendo también los medios de amasado y puesta en obra del hormigón
TABLA 2.4
SERIES NORMALIZADAS DE TAMICES
Figura 2.2 Curva Granulométrica y Parábola de Fuller.
Se llama compacidad de un árido a la relación entre su volumen real y su volumen aparente, relación que aumenta con el coeficiente de forma de la grava.
Cuanto mayor sea su compacidad, menor será el volumen de huecos que deja el árido y, por tanto, será menor la cantidad de pasta de cemento necesaria para rellenarlos. Las granulometrías de compacidad elevada se consiguen con mezclas relativamente pobres en arena y gran proporción de granos gruesos, por lo que requieren poca cantidad de agua de amasado.
Las composiciones granulométricas de elevada compacidad dan lugar a masas poco trabajables y que se disgregan con facilidad; pero si se dispone de medios adecuados para su correcta puesta en obra y compactación, puede obtenerse con ellas hormigones muy resistentes, de mucha durabilidad y poca retracción.
Por otra parte, para que una masa de hormigón sea dócil, trabajable y no se disgregue durante el transpone, puesta en obra y compactación, debe tener un contenido óptimo de granos finos. Al aumentar el contenido de granos finos, disminuye la compacidad del árido y será necesario aumentar las cantidades de cemento y agua del hormigón. En cada caso, habrá que adoptar una solución de compromiso que satisfaga a ambos aspectos, parcialmente contradictorios: la compacidad del árido y el contenido óptimo de finos.
Especial importancia tienen los finos menores de 0,25 milímetros, sobre todo para hormigones que deban transportarse mediante canalizaciones, para elementos de paredes delgadas muy armadas y para obtener hormigones muy impermeables. Como la proporción necesaria de estos finos está ligada a la cantidad de cemento, es frecuente considerarlos conjuntamente en la fracción granulométrica comprendida entre cero y 0,25 milímetros.
Como se ha dicho anteriormente, no se puede establecer de manera general una curva granulométrica óptima.
Existen varios métodos para obtener curvas adecuadas a cada caso, cada uno de los cuales tiene su propio campo de aplicación. De estos métodos, que se resumen a continuación, unos se refieren a granulometrías continuas, en las que se encuentran representados todos los tamaños de los granos, y otros a granulometrías discontinuas, en los que faltan algunos de los tamaños intermedios.
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