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Concreto a prueba de agua 2a. parte
• Concreto
Autocompactado
• El
curado correcto 2a. parte.
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Concreto a prueba de agua 2a. parte
Determinar una mezcla involucra una serie de coladas de prueba. La
especificación original se derivó de una mezcla de pavimentación
del Departamento de Transportación de Oregon y exigía
usar un agregado triturado de ¾ de pulgada con un requisito de
huecos de 12 al 21%, y un requisito de resistencia de 140 kg/cm2 a 28
días.
A pesar de la compactación intensa, las losas de prueba fallaron
en las especificaciones debido al exceso de huecos. Esta mezcla fue
difícil de colocar y tenía una apariencia gruesa. La siguiente
mezcla fue la de ¾ de pulgada con una combinación de ½
pulgada, que tampoco satisfacía las especificaciones de huecos.
La siguiente fue una combinación de ½ pulgada con ¼
de pulgada.
Ésta era una mezcla trabajable, pero el contenido de huecos era
todavía alto.
Después de que se agregó una pequeña cantidad de
arena a la mezcla, los colados de la prueba cumplieron con la especificación.
Trabajando estrechamente con el vendedor de concreto Claude Jaynes,
el gerente QC Tony Allison desarrolló una mezcla final que contenía
dosis saludables de retardadores y modificadores de viscosidad, permitiendo
que la mezcla fuera colocada casi tan rápidamente como el concreto
convencional.
Las resistencias a compresión a siete días estaban por
encima del requisito de 140 kg/cm2 y los huecos probados promediaban
el 16%. Las innovadoras mezclas de concreto prueban las habilidades
de contratistas experimentados. La ciudad estableció un riguroso
programa de precalificación del contratista junto con una serie
de colados de prueba. En las dos cuadras que recibieron concreto, Roger
Langeliers Construction colocó 228 m3 de concreto permeable y
76 m3 de un concreto para pavimentación ODOT 4000. Los colados
se desarrollaron sin problemas. El equipo de construcción utilizó
un tubo de rodillo hidráulico de 6 pulgadas llenado con agua
para enrasar el concreto, luego removió las tablas espaciadoras
de ½ pulgada y rodilló el concreto con un segundo rodillo
lleno de agua. Inmediatamente detrás de la pasada final del rodillo,
el concreto fue cubierto con un plástico de 6 mm. El plástico
se dejó cubriendo el concreto durante 7 días, permitiendo
el curado completo para la mayor hidratación del cemento.
El proyecto de la avenida North Gay está diseñado para
tormentas por 25 años, con 10 cm de lluvia en 24 horas. Los ingenieros
creen que los 15 cm de la roca base con una alta relación de
vacíos (5 cm, tamiz No. 4) para almacenamiento, acoplada con
la tasa de infiltración relativamente alta de los suelos nativos,
será adecuada.
También hay una tela de filtro por debajo de la roca base para
evitar el bombeo de la sub-base y la migración. Sólo en
el caso de que la superficie permeable se obstruya con el tiempo, las
cisternas de desagüe existentes se dejaron en el lugar. Como resultado
del proyecto, 4.1 millones de litros de agua de lluvia serán
infiltrados al suelo en lugar de que fluyan al sistema combinado de
alcantarillas. Puesto que la ciudad dedicó dos cuadras al concreto
permeable, diseñó dos secciones diferentes. La primera
cuadra tiene concreto permeable de 25 cm. de espesor desde una guarnición
a otra. La segunda cuadra tiene áreas de estacionamiento de concreto
permeable a lo largo de las guarniciones, pero el carril principal de
manejo tiene una mezcla de concreto para pavimentación regular
de 280 kg/cm2, coronado para drenar el agua a las secciones de concreto
permeable. La ciudad quería probar las diferentes combinaciones
para ver si era necesario concreto permeable a toda profundidad o si
solamente los carriles de estacionamiento permitiesen la infiltración
suficiente.
Mejorando la luz
El concreto de color claro absorbe menos calor y refleja más
luz que los materiales de color oscuro, reduciendo las temperaturas
del aire ambiental y del agua de lluvia. La estructura de huecos abiertos
del concreto permeable permite temperaturas de la tierra más
frías desde la parte de abajo para refrescar el pavimento.
Estos factores permiten que el concreto permeable se aproxime al recubrimiento
de tierra natural en absorber el calor y la capacidad de almacenamiento.
Los pavimentos de color claro también requieren menos luz en
el sitio para iluminar los estacionamientos, los caminos particulares,
y las aceras.
Con especial atención al medio ambiente, es necesaria la buena
voluntad para mirar a los nuevos sistemas. En lugar de diseñar
un sistema para soportar tormentas (que pueden ocurrir pocas veces),
los planeadores del manejo de agua deben considerar los beneficios de
capturar y recargar el agua desde las tormentas más pequeñas
y frecuentes.
Un sistema de transportación que incorpore concreto permeable
será mucho más efectivo en reducir la afluencia total
e incrementar la cantidad de agua del subsuelo filtrada. El concreto
permeable tiene la capacidad de manejar las aguas pluviales al mismo
tiempo que provee una infraestructura durable necesaria para el desarrollo.
El concreto permeable también es una solución económica
a un problema costoso.
Referencia: El autor es director de mercadotecnia
en Glacier Norwest. Puede contactarlo en la dirección dfrentress@gladiernw.com.
Visite www.glaciernw.com.
Este artículo apareció primero en Concrete Solutions.
Concreto Autocompactado
En la colocación de concreto autocompactado se puede emplear
una nueva técnica de colocación por medio de bombeo dentro
de la cimbra desde el lado inferior y el concreto asciende debido a
la presión empleada. En las siguientes entregas se describirá
esta técnica de colocación así como los resultados
de las pruebas reológicas y las pruebas de fluidez con concreto
autocompactado. Las pruebas reológicas indican que este concreto
posee un determinado límite de fluidez y un comportamiento retardante
así como propiedades dependientes del tiempo. Cabe decir que
las pruebas de fluidez mostraron una relación no lineal entre
presión y vaciado.
Desde su invención en Japón en el año 1988 el concreto
autocompactado se ha empleado a nivel mundial para la elaboración
de elementos prefabricados y concreto premezclado. En función
de su composición especial en este concreto no se necesita de
energía externa para la compactación. Consecuentemente,
resulta recomendable su empleo en aquellos casos en los que la cimbra
presenta una geometría compleja o donde hay una zona densa de
acero refuerzo y existen puntos de difícil acceso. También
hoy, evidentemente, aún se coloca concreto autocompactado de
acuerdo al procedimiento tradicional de colocación, es decir,
mediante el colado desde grúa o bombeado el concreto desde arriba
dentro de la cimbra.
Debido a que el concreto autocompactado no necesita de aditivos de compactación,
se puede emplear un nuevo procedimiento de colocación. En este
caso se bombea el concreto autocompactado en la cimbra, desde abajo.
Esta técnica posibilita la producción de diferentes elementos
constructivos con sólo una bomba y un juego de tuberías
que permanecen estacionarios durante el proceso completo. El depósito
de reserva —que puede ser también el propio vehículo
mezclador y que se encuentra directamente delante de la bomba—
convierte un proceso de producción por pasos en un proceso de
bombeo continuo. Como consecuencia, fluye concreto autocompactado de
forma continua a través de la tubería para llenar la cimbra
en el orden correcto.
En el momento que una cimbra está totalmente llena, la válvula
se cierra para impedir que se vacíe la cimbra. A través
de un dispositivo especial en el punto de empalme, fluye el concreto
autocompactado a la siguiente cimbra. Cuando ha sido llenada la última
cimbra, el concreto autocompactado restante puede ser bombeado al depósito
de desagüe al tiempo que se puede iniciar la limpieza de la tubería.
Un circuito de recirculación, que en caso de un problema con
una cimbra, posibilita una circulación continua del concreto
autocompactado en las tuberías, no es necesario, pero sí
recomendable para evitar altas presiones durante el reinicio, atribuible
o la generación de tixotropía en el concreto autocompactado,
en caso que se interrumpa el flujo de concreto. No existen restricciones
en la longitud de las tuberías ni en la cantidad de elementos
a ser producidos.
La gran ventaja de este proceso de producción consiste en que
todas las partes del circuito de bombeo son estacionarias. Ningún
concreto necesita ser transportado por sistemas de tuberías hidráulicas,
que deban ser tendidos de forma compleja para alcanzar exactamente los
puntos previstos, con lo que frecuentemente se interfiere la realización
de trabajos en los cercanías. Además, la energía
requerida para la colocación del concreto en la cimbra en este
nuevo sistema, es menor que en el actual sistema de colado, debido a
que la energía necesaria sólo depende de la altura del
material (el factor de energía cinética puede ser despreciado).
En el nuevo proceso se alcanza el máximo requerimiento de energía,
sólo cuando la cimbra esta casi llena. En el procedimiento tradicional
el concreto debe ser elevado más allá del borde superior
de la cimbra, durante todo el procedimiento de colado, lo que también
significa un riesgo de segregación cuando la altura de caída
es muy grande.
Sólo en caso de tuberías muy largas, en el nuevo procedimiento
es posible que la energía media de trabajo que se ocasiona por
las pérdidas de presión en las tuberías, supere
el valor de los sistemas tradicionales. Las tareas de investigación
en este campo aún no están concluidas.
Referencia: Dimitrí Feys, Ronny Verhoeven and Geert De Schutter. Universitat Gent, Bélgica. PHI. Planta de Hormigón Internacional. Feb 2007.
El curado correcto 2a. parte
Los antecedentes históricos del programa al que se hizo referencia
en el número pasado se dieron a partir de un programa similar
para monitorear el curado en compuestos para el espacio exterior, con
fondos del Ejército de los Estados Unidos y el Boeing Rotorcraft
a finales de los años noventas. Se obtuvo una concesión
Fase A (Investigación para la Innovación en Pequeños
Negocios [SBIR: Small Business Innovation Research]) del Departamento
de Comercio de los Estados Unidos, en 2000, para hacer un trabajo de
exploración en el cemento, y que se continuó con un SBIR
Fase I de la Fundación Nacional para la Ciencia en 2002 para
el mapeo de la evolución real de señales durante el curado.
El trabajo fue patentado en 2004 y publicado como un artículo
completo en el Journal of Applied Physics en noviembre de 2004. Se hizo
una demostración inicial de un instrumento portátil en
2005 a través de nuestra relación con Hyperlabs Inc.,
un fabricante de instrumentos TDR ultrarrápidos. Se obtuvieron
fondos en 2006 para empezar la comparación rigurosa entre las
señales del agua sin reaccionar y la resistencia a compresión,
así como otras medidas de la hidratación del cemento.
Cabe decir que el laboratorio está localizado en Elizabethtown
College, Elizabethtown, Pa.
Dirección en el futuro
Una vez identificadas las señales básicas, con la demostración
práctica de un instrumento prototipo, y una patente, surge la
necesidad de comparar rigurosamente la evolución de las señales
con las propiedades relevantes del concreto para determinar si el sistema
puede ser usado como un pronosticador de propiedades. Puesto que es
deseable una predicción de la resistencia a compresión,
debe ponerse énfasis en demostrar las correlaciones rigurosas
entre la señal de agua libre y la resistencia a compresión,
así como las medidas aceptadas de la hidratación del cemento.
En el proceso se cuantificaron las relaciones entre las señales
del agua libre y el contenido inicial del agua, además del contenido
residual a etapas más largas del curado.
High Concrete Innovation está trabajando con Elizabethtown y
Hagar para validar el sistema para diseños de mezclas usados
en una planta de prefabricados. Se trajo una muestra desde una planta
de High Concrete al laboratorio en el colegio y se empotró con
un sensor TDR y una sonda termopar. Todo el espectro completo TDR es
registrado como una función del tiempo de curado, junto con la
temperatura de la muestra, notando las correlaciones entre la concentración
del agua libre y la reacción exotérmica durante el curado.
Simultáneamente, se toman muestras de la mezcla y se analizan
por Calorimetría de Escaneo Diferencial (DSC: Differential Scanning
Calorimetry) para medir la concentración del hidróxido
de calcio, un subproducto de la reacción de la hidratación.
Las pruebas iniciales muestran un claro acuerdo entre la concentración
de agua libre, la reacción exotérmica y la concentración
de hidróxido de calcio bajo diferentes condiciones de curado.
En pocas palabras, se planearon el inicio de pruebas similares en el
laboratorio usando unidades pulsantes portátiles que luego podrían
ser transferidas a la unidad de producción en Líbano para
las pruebas en las plantas reales.
Referencia: Para contactar con el autor,
Paul Ramsburg —director de calidad regional en el High Concrete
Group, Denver, Pa.—: PRamsburg@high.net. Nat Hagar, profesor adjunto
en Elizabethtown College, ayudó a escribir este texto.
El mortero seco en Europa 2a parte.
Siguiendo con el tema, abordaremos los contrapisos autonivelantes que
se colocan en las capas de enrasado para pisos, en el concreto o en
otras bases para lograr una superficie completamente plana. Usualmente
se aplican en capas delgadas de hasta 15 mm mientras que las capas de
enrasado típicamente tienen un espesor de 20 a 50 mm. Para lograr
una capa delgada, pueden usarse sólo agregados muy finos (diámetro
de la partícula < 0.1 mm).
Los autonivelantes requieren de dispersantes especiales para lograr
una extensión uniforme y un efecto de autoalivio. El autoalivio
significa que mientras está siendo colocada, la lechada autonivelante
no deja ningún surco si se corta, por ejemplo, con un cuchillo.
La caseína es el principal producto en el mercado para las propiedades
de autoalivio. Recientemente se han investigado los superplastificadores
policarboxilatos como sustituto de la caseína; sin embargo, requieren
de la adición de otro polímero de alto peso molecular
para obtener las propiedades de autoalivio que puedan ser comparables
con aquellas de la caseína. Usualmente, los contrapisos autonivelantes
son formulados a base de cemento o -CaSO4 - hemihidrato. En los países
escandinavos, los contrapisos autonivelantes son procesados por medio
de máquinas. Por lo tanto, se les llaman lechadas para máquinas.
Adhesivos para azulejos
Los adhesivos para azulejos son, en su mayor parte, lechadas cementantes.
A veces se usan adhesivos a base de dispersión para instalar
azulejos sobre el terreno o sobre la pared. Las juntas entre los azulejos
se rellenan con rellenadores de juntas en un segundo paso.
Los adhesivos modernos para azulejos contienen un agente espesador de
retención de agua a base de celulosa y un polvo que puede dispersarse
para la adhesión. Puesto que los azulejos con frecuencia se colocan
sobre subsuelos porosos es importante la retención del agua.
Los azulejos no permanecerán firmes, pueden aflojarse o caerse
en caso de que el adhesivo para azulejos se deshidrate por la pérdida
de agua. Actualmente, los azulejos con frecuencia son colocados usando
la técnica de fijación media o de lecho delgado en lugar
del método de lecho grueso. El lecho delgado es producido por
medio de una llana dentada. Aunque los morteros para lecho delgado son
más costosos que los adhesivos para mosaico convencionales esta
tecnología es atractiva debido a ahorros respecto a los costos
totales de los materiales y a una mejor adhesión de los azulejos
sobre la pared, lo que, entre otras cosas, se debe a una contracción
más baja.
Rellenadores de juntas
Los rellenadores de juntas y los compuestos son un grupo de materiales
usados para rellenar huecos. Su función es llenar enteramente
los huecos sin grietas y ser resistentes al frotamiento aún en
capas delgadas. Los más importantes son:
• Lechadas para azulejos: Usadas para rellenar huecos de los
azulejos en su colocación. Frecuentemente consisten de cemento
portland, cemento blanco, o de aluminato así como también
de pigmentos de color.
• Rellenadores de juntas para rellenar los huecos entre los tableros
de yeso: Son compuestos secos a base de yeso con un alto contenido de
metilcelulosis y polvos redispersables.
• Los compuestos para juntas para acabados interiores: Contienen
un aglomerante inorgánico, pero contienen látex o compuestos
de polímeros que se endurecen al secarse y forman una película
firme.
Pastas y enyesados para muros
Las pastas y enyesados para muros representan una enorme porción
del mercado del mortero seco europeo. Se entregan en silos con tamaños
de 4 a 35 m³ al sitio de la construcción. Se conecta una
manguera a la toma de salida y la pasta es succionada desde el silo
y se ajusta la relación deseada de agua/mortero. Luego, la pasta
es bombeada al sitio de la obra y aplicada con un pulverizador sobre
el muro. El desarrollo de la maquinaria apropiada es esencial para la
aplicación extendida de las pastas y enyesados de mezcla seca.
El punto más importante de las modernas máquinas de enyesado
son unidades de mezclado que producen un enlucido absolutamente homogéneo
a partir del agua y del mortero seco en un máximo de 15 segundos.
