Los hormigones autocompactantes (HAC) son relativamente novedosos. Hasta ahora, los estudios desarrollados se han centrado en obtener dosificaciones óptimas para que estos hormigones presenten comportamiento en estado fresco que permita caracterizarlos como autocompactantes. Sin embargo, lo relativo a la durabilidad de los HAC es escaso, especialmente en el caso de hormigones de resistencias moderadas. Este trabajo presenta los resultados de los ensayos de permeabilidad de HAC de resistencia característica 30 MPa, con objeto de estudiar uno de los aspectos importantes de la durabilidad. En los hormigones confeccionados se han realizado ensayos de porosimetría por intrusión de mercurio, que permiten conocer el tamaño y distribución de poros, así como la porosidad total del hormigón. Además, se han completado los ensayos de porosimetría con los de penetración de agua bajo presión

Bermejo Núñez, Ester B.

Fernández Cánovas, Manuel

Gálvez Ruiz, Jaime

Moragues Terrades, Amparo

Archivo Digital UPM

Permeabilidad de hormigones autocompactantes

Servicio de Coordinación de Bibliotecas de la Universidad Politécnica de Madrid

1er Congreso Español sobre Hormigón Autocompactanes. Valencia, 18-19 de febrero 2008 
533 
 
 
 
Permeabilidad de hormigones autocompactantes 
 
E.B. Bermejo Nuñez, A. Moragues Terrades, J.C. Gálvez Ruiz y M. Fernández 
Cánovas 
Dpto. de Ingeniería Civil-Construcción, Universidad Politécnica de Madrid, España 
 
RESUMEN 
 
Los hormigones autocompactantes (HAC) son relativamente novedosos. Hasta ahora, 
los estudios desarrollados se han centrado en obtener dosificaciones óptimas para que 
estos hormigones presenten comportamiento en estado fresco que permita 
caracterizarlos como autocompactantes. Sin embargo, lo relativo a la durabilidad de los 
HAC es escaso, especialmente en el caso de hormigones de resistencias moderadas.  
 
Este trabajo presenta los resultados de los ensayos de permeabilidad de HAC de 
resistencia característica 30 MPa, con objeto de estudiar uno de los aspectos 
importantes de la durabilidad. En los hormigones confeccionados se han realizado 
ensayos de porosimetría por intrusión de mercurio, que permiten conocer el tamaño y 
distribución de poros, así como la porosidad total del hormigón. Además, se han 
completado los ensayos de porosimetría con los de penetración de agua bajo presión. 
 
1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS 
 
La Instrucción de Hormigón Estructural (EHE), vigente en España, define la 
durabilidad del hormigón como “su capacidad de comportarse satisfactoriamente frente 
a las acciones físicas o químicas agresivas y proteger adecuadamente las armaduras y 
demás elementos embebidos en el hormigón durante la vida de servicio de la 
estructura”. 
 
El principal rasgo distintivo de los HAC frente a los hormigones convencionales es su 
comportamiento en estado fresco. Su composición es diferente, tienen un alto contenido 
de finos, incluyen aditivos en dosis mayores y reducen el contenido de árido grueso. A 
lo largo de los últimos años se ha estudiado de forma notable la influencia de estos 
parámetros en las características reológicas y mecánicas, existiendo, no obstante, 
lagunas en cuanto a algunos aspectos relacionados con su durabilidad. 
 
Según diversos autores (Garrido, 2006; Fernández et al, 2007) este tipo de hormigón 
presenta una durabilidad igual o superior a la del hormigón convencional, que se 
justifica por su diferente micro-estructura. Sin embargo se ha encontrado, en general, 
una falta de relación de las características que pueden afectar a la durabilidad y 
resistencia con la porosidad. 
 
En el estudio de la durabilidad es importante conocer la posibilidad de penetración de 
los agentes agresivos a través de la red de poros y capilares. La Unión Internacional de 
Química Pura y Aplicada (IUPAC) clasifica a los poros en: micro-poros (φ < 2 nm), 
meso-poros (2 nm < φ < 50 nm) y macro-poros (φ > 50 nm). De todos ellos, son los 
Permeabilidad de hormigones autocompactantes 
534 
mesoporos los que determinan en mayor medida el comportamiento frente a durabilidad 
por su mayor conexión. 
 
1.1. Objetivos 
El objetivo del presente trabajo es estudiar la porosidad de HAC realizados con 
diferentes cementos y modificados con filler y relacionarla con la permeabilidad al agua 
bajo presión y con la resistencia a compresión.  
 
Los hormigones elegidos para este estudio cumplen con las condiciones de fluidez y de 
cohesión adecuadas para ser caracterizados como HAC.  
 
2. CAMPAÑA EXPERIMENTAL 
 
2.1. Materiales empleados 
Se han utilizado los siguientes materiales: 
 
2.1.1. Cemento 
Los cementos ensayados, que cumplen con la vigente Instrucción para la Recepción de 
Cementos (RC-07), han sido:  
• CEM I 42,5 R.  
• CEM II A/V 42,5 N.  
• CEM II A/S 42,5 N. 
• TIPO I 42,5 R/SR. 
• CEM II A/P 42,5 R. 
• CEM II A/V 42,5 R. 
• TIPO BL II A/L 42,5 R. 
 
2.1.2. Áridos 
El árido empleado ha sido arena silícea de río y árido grueso rodado de naturaleza 
silícea. El tamaño máximo del árido se ha fijado en 16 mm. El módulo granulométrico 
de la arena ha sido 3,70 y el del árido grueso de 6,66. 
 
2.1.3. Adiciones 
Se han empleado dos tipos de adiciones: 
• Filler calizo, que se ha utilizado con todos los cementos estudiados. 
• Ceniza volante, procedente de la Central Térmica de Andorra (Teruel). Se ha 
empleado únicamente con el cemento sulfo-resistente (Tipo I 42,5 R/SR).  
 
La cantidad máxima de adición a añadir al HAC ha sido 250 kg/m3 de hormigón, si 
bien, cuando el cemento empleado contenía adición inerte de tipo calizo (L) se ha 
contabilizado ésta como parte de la cantidad de filler añadido. 
 
2.1.4. Aditivos 
En todas las dosificaciones se ha empleado el mismo aditivo superfluidificante, SIKA 
Viscocrete 3425, basado en policarboxilato modificado en base acuosa.  
 
 
 
E. Bermejo Núñez, A. Moragues Terrades, J.C. Gálvez Ruiz, M. Fernández Cánovas 
535 
2.2. Ensayo de penetración de agua 
El ensayo de penetración de agua a presión (UNE-EN 12390-8) se realizó sobre 
probetas cilíndricas de 15 Φ x 30 cm a los 91 días de edad.  
 
2.3. Ensayo de porosimetría 
Los ensayos de porosimetría por intrusión de mercurio se llevaron a cabo con un 
porosímetro modelo Autopore IV 9500, de Micromeritics, que opera hasta una presión 
de 33.000 psi (228 MPa) y cuyo rango de medida de diámetro de poro es de 0,006 hasta 
175 µm.  
 
Los ensayos se realizaron a los 91 días de edad de las muestras. Los ensayos se han 
efectuado de acuerdo con norma ASTM D4404-84 (2004).  
 
Aunque no existe consenso entre los investigadores respecto a cuáles deben ser las 
condiciones de preparación de la muestra, en nuestro caso el tratamiento previo elegido 
ha consistido en el secado de la misma a una temperatura de 40ºC, hasta peso constante, 
y, en la posterior desgasificación durante 30 minutos mediante bomba de vacío. 
 
3. RESULTADOS 
 
3.1. Dosificaciones adoptadas para los hormigones 
La Tabla 1 presenta las dosificaciones empleadas para cada uno de los hormigones 
estudiados. Corresponden a 1 m3 de hormigón, y las mismas han permitido obtener 
hormigones de resistencia característica superior a 30 N/mm2 que cumplen con los 
requisitos de HAC en estado fresco.  
 
Tabla 1. Dosificaciones propuestas para cada hormigón estudiado 
Hormigón 1 2 3 4 5 6 7 8 
Tipo de 
cemento 
I 42,5 
R/SR 
CEM II 
A/V 
42,5 N 
CEM II 
A/V 
42,5 R 
CEM I 
42,5 R 
I 42,5 
R/SR 
CEM 
II A/S 
42,5 N
BL II 
A/L 
42,5 R 
CEM II 
A/P 
42,5 R 
Tipo de 
adición 
Ceniza
volante 
Filler 
calizo 
Filler 
calizo 
Filler 
calizo 
Filler 
calizo 
Filler 
calizo 
Filler 
calizo 
Filler 
calizo 
Cemento 
(kg) 280  300  325  350  325  350  375  350  
Adición (kg) 200  200 200  200  220 200  156  200  
Agua (kg) 140  150  162  193  179  193  206  193  
Arena (kg) 960  960 960 960 960 960  960 960 
Grava (kg) 695 695  695  695 695  695 695 695 
Aditivo (kg) 4,620 (1,65%) 
3,900 
(1,30%) 
6,500 
(2%) 
7,350 
(2,10%)
7,052 
(2,17%)
2,800 
(0,80%)
4,312 
(1,15%)
6,335  
(1,81%) 
a/c 0,50 0,50 0,50 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55 
 
 
Permeabilidad de hormigones autocompactantes 
536 
3.2. Permeabilidad al agua y porosimetría por intrusión de mercurio 
En la Figura 1 se muestran los resultados de diámetro medio de poro (nm) y la 
profundidad máxima de penetración de agua (mm) para cada uno de los hormigones 
estudiados. Los valores corresponden al valor medio de 3 probetas ensayadas. 
 
Los menores valores de penetración de agua y diámetro medio de poro los presenta el 
hormigón 1 (I 42,5 R/SR), que utiliza como adición cenizas volantes. En los 
hormigones que tienen como adición filler calizo, este diámetro medio está 
comprendido entre 32 y 40 nm, pero los valores de la penetración máxima presentan 
diferencias significativas entre los distintos hormigones. El hormigón que mayor 
penetración de agua muestra es el hormigón 6 (CEM II A/S 42,5 N). 
 
0
10
20
30
40
50
0
10
20
30
40
50
1 2 3 4 5 6 7 8
Diámetro medio de poros (nm)
Profundidad máxima agua (mm)
24
35
,5
31
,9 3
4,
5
32
,5 33
,9
40
,3
38
,7
13
,5
24
,5
21
,5
19
16
,5
42
,8
29
,5
23
,7
D
iá
m
et
ro
 m
ed
io
 d
e 
po
ro
s 
(n
m
)
Profundidad m
áxim
a agua (m
m
)
Hormigón  
 
Figura 1. Diámetro medio de poro y permeabilidad al agua 
 
En la Figura 2 se puede observar el porcentaje de porosidad total y la resistencia a 
compresión a los 91 días de edad. Se puede observar que el hormigón 1 (I 42,5 R/SR), 
que contiene como adición cenizas volantes, es el que presenta una mayor resistencia y 
un menor valor de porosidad total respecto al resto de los hormigones. Los hormigones 
que mayor porosidad presentan son los hormigones 7 (BL II A/L 42,5 R) y 8 (CEM II 
A/P 42,5 R). El hormigón 7 posee el menor valor de resistencia y el mayor valor de 
porosidad. 
E. Bermejo Núñez, A. Moragues Terrades, J.C. Gálvez Ruiz, M. Fernández Cánovas 
537 
 
0
2
4
6
8
10
12
14
0
10
20
30
40
50
60
70
1 2 3 4 5 6 7 8
Porosidad (%)
Compresión 91 días
8,
45
12
,8
10
,8
12 1
2,
1
10
,7
13
,3
13
,1
62
,3
43 42
,4
40
,7
40
,1
37
,6
35
,3
41
,8
Po
ro
si
da
d 
(%
)
R
esistencia a com
presión (M
Pa)
Hormigón  
 
Figura 2. Porosidad total y resistencia a compresión a los 91 días 
 
La Figura 3 muestra la profundidad máxima de penetración de agua y la resistencia a 
compresión a los 91 días de edad. Se puede observar que el hormigón 1 (I 42,5 R/SR) 
es el que menor penetración de agua presenta y mayor resistencia a compresión tiene. 
Se observa que a menor resistencia a compresión, la penetración al agua bajo presión 
aumenta. El hormigón 6 (CEM II A/S 42,5 N) es el que muestra una mayor penetración 
de agua. 
 
0
10
20
30
40
50
0
10
20
30
40
50
60
70
1 2 3 4 5 6 7 8
Profundidad máxima agua (mm)
Compresión 91 días
13
,5
24
,5
21
,5
19
16
,5
42
,8
29
,5
23
,7
62
,3
43 42
,4
40
,7
40
,1
37
,6
35
,3
41
,8
Pr
of
un
di
da
d 
m
áx
im
a 
ag
ua
 (m
m
) Resistencia a com
presión (M
Pa)
Hormigón
 
Figura 3. Penetración de agua a presión y resistencia a compresión a los 91 días 
 
Permeabilidad de hormigones autocompactantes 
538 
En la Figura 4 se puede ver la distribución de poros en los hormigones estudiados. Se 
puede observar que existe una gran diferencia entre los tipos de poros de los distintos 
hormigones. El hormigón 1 (I 42,5 R/SR) es el que menos macro-poros posee, lo que 
resulta coherente con el resto de los ensayos realizados. Los hormigones 7 (BL II A/L 
42,5 R) y 8 (CEM II A/P 42,5 R) muestran una distribución porosa similar, siendo 
también semejantes en los resultados obtenidos de otros ensayos. 
 
 
0
0,005
0,01
0,015
0,02
0,025
0,03
0,035
0,04
1 2 3 4 5 6 7 8
Macro 91d Meso 91d
0,
01
2
0,
03
2
0,
01
9
0,
02
4
0,
01
9
0,
02
5
0,
03
7
0,
03
0,
02
5 0
,0
28 0
,0
3 0,
03
1
0,
03
6
0,
02
4 0,
02
6
0,
03
1
Vo
lu
m
en
 d
e 
in
tr
us
ió
n 
(m
l/g
)
Hormigón
 
Figura 4. Distribución de poros por intrusión de mercurio a los  91 días de edad 
 
Por último, en la Figura 5 se presenta la comparación de la distribución de poros entre 
los hormigones que poseen las mayores diferencias en penetración máxima de agua a 
los 91 días: hormigón 1 (I 42,5 R/SR) y hormigón 6 (CEM II A/S 42,5 N). 
 
 
 
Figura 5. Comparación de distribución de poros entre la hormigón 1 
y la hormigón 6 
E. Bermejo Núñez, A. Moragues Terrades, J.C. Gálvez Ruiz, M. Fernández Cánovas 
539 
 
4. DISCUSIÓN DE RESULTADOS 
 
El hormigón 1, que contiene 280 kg de cemento I 42,5 R/SR y una relación a/c 0,50, es 
el que presenta menor porosidad y permeabilidad al agua, y mayor resistencia a 
compresión (ensayos a los 91 días). En términos generales, los resultados obtenidos 
muestran un hormigón poco poroso, resistente y poco permeable. No sólo se ha 
obtenido una porosidad total pequeña, sino que también se ha reducido sensiblemente el 
tamaño del poro. Estos resultados corroboran que la adición de cenizas volantes crea 
centros de nucleación en los poros que aumenta la compacidad de la matriz y con ello 
dificulta la penetración del agua y de los agentes agresivos.  
 
El resto de los hormigones, con adición de filler calizo, muestran diferencias 
significativas tanto en resistencia a compresión como en permeabilidad con respecto al 
hormigón con adición de cenizas volantes.  
 
En todas las amasadas con filler calizo se obtuvo un diámetro medio de poro parecido, 
situándose en un rango que va desde 32 nm hasta 40 nm. Sin embargo, entre ellas 
existen diferencias importantes en cuanto a la profundidad de penetración de agua bajo 
presión, lo que muestra que el radio medio del poro no es el único parámetro que 
influye en la misma. El valor de la porosidad total y el porcentaje de macroporosidad 
pueden ser factores determinantes en este fenómeno. 
 
Del mismo modo, la relación entre la profundidad de penetración de agua bajo presión 
y la resistencia a compresión no está completamente clara. Si bien se observa una 
tendencia general a disminuir dicha resistencia cuando aumenta la penetración. Este 
efecto, lógico, por otra parte, se presenta igualmente en los hormigones tradicionales. 
Los dos valores mayores de profundidad de penetración de agua los presentan los 
hormigones que han obtenido menores valores de resistencia: 6 y 7. El resto de ellos 
presentan resistencias similares entorno a los 40 MPa que no difieren en ningún caso 
más del 10%. Sin embargo, los valores de profundidad de penetración de agua muestran 
valores claramente diferentes. En algunos casos las diferencias alcanzan el 80%. 
 
Los valores de profundidad de penetración de agua se interpretan mejor si se comparan 
los valores de macroporosidad de los distintos hormigones. Así los hormigones 2, 7 y 8 
presentan elevadas profundidades de penetración, destacando la penetración del 7 que 
muestra el mayor porcentaje de macroporos de las muestras estudiadas. Los resultados 
obtenidos muestran claramente que si bien todos los parámetros estudiadados están 
relacionados y existe un clara conexión en los valores extremos, pequeñas variaciones 
de los mismos no afectan del mismo modos a todos los parámetros. 
 
5. CONCLUSIONES 
 
De los resultados obtenidos se pueden extraer las siguientes conclusiones: 
• Cuando se utiliza como adición al hormigón cenizas volantes se obtiene una 
mejora en las características mecánicas, en la disminución de la porosidad y de 
la profundidad de penetración del agua, con respecto al empleo de filler calizo, 
es decir, el uso de las cenizas volantes como adición mejora las propiedades 
Permeabilidad de hormigones autocompactantes 
540 
mecánicas y disminuye la permeabilidad de los HAC lo que coincide con los 
hormigones convencionales.  
• Del ensayo de penetración de agua se desprende que existe una tendencia 
generalizada a que la resistencia a compresión sea tanto menor cuanto mayor 
sea ésta. Para hormigones de resistencias a compresión similares el volumen de 
macroporos determina el comportamiento frente a gradientes hidráulicos. 
• La porosidad total afecta a los valores de resistencia a compresión. A mayor 
valor de porosidad menor es esta resistencia. Tanto los valores de resistencia 
como los de porosidad presentan dispersiones en torno al 15% por lo que la 
relación observada está limitada a esta dispersión. 
• El hormigón fabricado con un cemento tipo CEM II A/S 42,5 N, posee una 
porosidad similar frente a los fabricados con los otros tipos de cementos de 
igual resistencia, pero con un radio medio de poro mayor que el que presentan 
éstos, de aquí su mayor penetración de agua. Este hecho puede justificarse por 
la forma irregular de las escorias, lo que provoca un peor sellado de los poros. 
 
Todo ello pone de manifiesto que el comportamiento frente a la penetración al agua a 
presión de los HAC está determinado no sólo por la dosificación del hormigón, que 
afecta a las propiedades reológicas y mecánicas, sino también al porcentaje de 
macroporos y a su distribución. 
 
AGRADECIMIENTOS 
Los autores desean agradecer al Instituto Español del Cemento y sus Aplicaciones 
(IECA) la financiación parcial de los ensayos realizados. Además agradecen al 
Ministerio de Educación y Ciencia la concesión del proyecto BIA 2005-09250-C03-02 
y al Ministerio de Fomento el proyecto MFOM 2004/9. 
 
Así mismo, E.B. Bermejo Núñez desea agradecer al Ministerio de Educación y Ciencia 
su beca FPI. 
 
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http://oa.upm.es/3853/1/INVE_MEM_2008_57513.pdf

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