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Adam
Neville*
Decir
que el concreto es el material de construcción más ampliamente usado en
el mundo es declarar lo obvio. Desgraciadamente, una buena proporción
del concreto en servicio no es tan bueno como debería o podría ser, especialmente
con respecto a la durabilidad. La situación no es satisfactoria, pero
tampoco inevitable, y es por eso que en el título he afirmado: "Hoy podemos
hacer buen concreto".
Así pues, yo estoy sugiriendo que tenemos el conocimiento y la capacidad
para hacer buen concreto, pero no siempre lo hacemos así. Propongo exponer
las razones de esta situación y los problemas involucrados, pero antes
que nada, debo manifestar qué es lo que entiendo por buen concreto. Ciertamente,
yo no quiero decir que se trate de un concreto con una resistencia particularmente
alta o con algunas propiedades especiales. Lo que quiero decir es un concreto
adecuado para el propósito que se le pretenda dar y para la esperanza
de vida durante la cual ha de permanecer en servicio.
Para poner un ejemplo simple, si se trata de una losa sobre rasante o
de un piso para un garaje doméstico, los esfuerzos en servicio son extremadamente
bajos y un concreto de baja resistencia es adecuado; no se gana nada con
instalar un concreto de 50 MPa. De manera análoga, si usted está transportando
oro, necesita un vehículo blindado, pero si usted está transportando copias
fotostáticas, aunque sean muy valiosas, no usará un vehículo blindado.
En cuanto a la vida de servicio esperada, se trata realmente de una cuestión
de durabilidad.
Materiales cementantes para obtener durabilidad
Yo defino la durabilidad diciendo que cada estructura de concreto debe
continuar desarrollando sus funciones para las que fue concebida, es decir,
mantener su resistencia requerida y su serviciabilidad durante la esperanza
de vida especificada o tradicional en las condiciones a las que se espera
que esté expuesta la estructura. Hay cierto número de palabras en mi definición,
pero todas tienen importancia. La serviciabilidad significa, entre otros
requisitos, ausencia de deflexión excesiva. La esperanza de vida actualmente
se especifica cada vez más de manera explícita, por ejemplo, 120 años
para grandes puentes y túneles. Sin embargo, en muchos otros casos, existe
una esperanza de vida tradicional que es más breve para almacenes y edificios
industriales que para oficinas y unidades habitacionales privadas. Yo
discutí la durabilidad y el mantenimiento necesario de estructuras de
concreto en un artículo en Concrete International, en noviembre de 1997.1
En un solo artículo que trata del concreto en general, no puedo entrar
en detalles; pero mi punto de vista es que tenemos un conocimiento adecuado
del concreto para diseñar (o seleccionar) mezclas durables. Para muchas
condiciones de exposición, estas mezclas deben contener cierto número
de materiales cementantes y no solamente cemento portland. El cemento
portland es un ingrediente esencial, pero es mucho menos satisfactorio
cuando está solo que cuando también están presentes otros materiales cementantes.
Éstos son: ceniza volante, escoria de alto horno granulada y molida, humo
de sílice y algunos otros materiales muy finos en polvo, incluyendo calcáreas
e inclusive rellenadores inertes.
Yo traté estos diferentes materiales en un artículo en Concrete International
en julio de 1994,2 y el humo de sílice en particular en un artículo posterior.3
No volveré a exponer mis puntos de vista, pero quisiera hacer una petición:
llamemos a todos estos materiales "materiales cementantes", aun cuando,
hablando estrictamente, algunos de ellos tienen únicamente propiedades
cementantes latentes, o inclusive su contribución es en gran medida, o
hasta exclusivamente, física en la acción. Mi punto de vista es que, mientras
sigamos usando términos tales como "materiales de reemplazo", "aditivos
minerales" o "materiales complementarios", creamos la impresión de que
son inferiores al cemento portland, y no es así. Ellos son mutuamente
iguales con el cemento portland. Por supuesto, en mi opinión, el concreto
que contiene sólo cemento portland es apropiado únicamente para un rango
muy limitado de usos.
En un artículo en Concrete International en abril de 1999,4 mencioné que
algunos productores de cemento portland se oponían al uso de otros materiales
cementantes y aditivos. En alguna ocasión ellos utilizaron el eslogan:
"El mejor aditivo es más cemento portland". Mi punto de vista es que,
si estos diferentes materiales dan como resultado un mejor concreto, éste
se continuará usando ampliamente sin temor a una competencia seria. En
términos comerciales, el interés, no solamente de los fabricantes de cemento
portland, sino de todos los que estamos "en el concreto", no es poner
menos cemento portland en cada metro cúbico de concreto, sino producir
más metros cúbicos de buen concreto. El editor en jefe de Concrete International
me hizo un cumplido al señalar este comentario en e editorial de ese número
de la revista.5
Aditivos
En mi opinión, los aditivos son ingredientes esenciales en la mayoría
de las mezclas de concreto, pero su uso requiere una mejor comprensión
de sus acciones y no sólo seguir ciegamente el consejo de un vendedor.
Me referiré a la necesidad de entender el concreto en una sección aparte.
La acción y el uso de los aditivos es un tema muy extenso, y me limitaré
a sólo uno de sus aspectos. Es bien sabido que cualquier aditivo que vaya
a emplearse tiene que ser compatible con el cemento en la mezcla. Ahora
bien, con los aditivos más ordinarios del tipo reductores de cemento,
solamente de vez en cuando existe un problema. No ocurre lo mismo en el
caso de los superfluidificantes, también conocidos como aditivos reductores
de agua de alto rango, los que se están usando cada vez más y son virtualmente
necesarios cuando se incluye humo de sílice en la mezcla.
Puede surgir algún problema por el hecho de que, tanto los superfluidificantes
del tipo polisulfonato, como los sulfatos en el cemento portland, pueden
reaccionar con C3A, que siempre está presente en el cemento portland.
La situación es probablemente como sigue: por un lado, es necesaria cierta
cantidad de superfluidificante durante la mezcla para lograr una adecuada
trabajabilidad; por el otro, es esencial que el superfluidificante no
interfiera indebidamente con las reacciones del cemento normal. Las moléculas
del superfluidificante son necesarias para deflocular y dispersar las
partículas de cemento en la mezcla. Es probable que ocurra una combinación
con C3A cuando los iones de sulfato no se liberen lo suficientemente rápido
para reaccionar con el C3A. Cuando se liberan de manera muy lenta, puede
perderse muy rápidamente la trabajabilidad inicial, y entonces se dice
que el cemento portland y el superfluidificante son incompatibles.
Lo anterior no explica todavía por qué existe una reactividad variable
de los sulfatos de calcio en el cemento portland. Si estuvieran siempre
en forma de yeso, es decir, de hidrato de sulfato de calcio, nosotros
conoceríamos su solubilidad. Sin embargo, en realidad, en la fabricación
del cemento portland se usan, y muy legítimamente, diferentes formas de
sulfato de calcio, tales como yeso, hemihidrato (que puede ser el resultado
de una descomposición parcial del yeso durante el intermolido con el cemento
portland), anhidrita o sulfato de calcio sintético (un subproducto de
algunas industrias). Además, algo de sulfato en el cemento (y en realidad
solamente estamos tratando de los iones de sulfato), se origina a partir
del sulfuro contenido en el carbón o en el petróleo usado para quemar
en el horno de cemento. Este sulfuro reacciona con óxidos volátiles de
álcalis en el horno de cemento y forma sulfatos de álcalis que son altamente
solubles.
La cuestión esencial es que, dependiendo de su origen, los sulfatos pueden
ser más o menos solubles, y la composición química del cemento no nos
da información acerca de esto. El problema de la compatibilidad puede
ser fácilmente resuelto, ya que, para cada cemento portland, existe una
cantidad óptima de álcalis solubles (es decir, los que existen como sulfatos
de álcalis), que aseguran la compatibilidad con un superfluidificante
dado. Esto puede establecerse por medio de una simple prueba física sobre
una lechada que contiene el superfluidificante y el cemento real que va
a emplearse. Es esencial llevar a cabo tal prueba en mezclas que tienen
una relación muy baja de agua / cemento (a/c), ya que en las mismas hay
menos agua disponible para aceptar los iones de sulfato. Por supuesto,
es precisamente en tales mezclas donde se usa un superfluidificante. Toda
la cuestión de la compatibilidad ha sido admirablemente tratada por Aïtcin.6
El punto importante que hay que recordar es que usted no puede simplemente
comprar cualquier cemento portland y cualquier superfluidificante, sino
que debe emplear una combinación compatible de los dos materiales.
Concreto de alto desempeño
El título del documento de Neville y Aitcin, al cual acabo de referirme,
es "Concreto de alto desempeño - una vista general".6 Nosotros usamos
el término concreto de alto desempeño porque ha estado y sigue estando
de moda. En realidad, el concreto de alto desempeño es simplemente concreto
adecuado para propósitos específicos, que a veces poseen alta resistencia,
ocasionalmente un alto módulo de elasticidad, pero con mayor frecuencia
una buena durabilidad bajo las condiciones particulares de exposición.
Yo no veo el concreto de alto desempeño como un tipo de material distinto,
sino más bien como una parte del espectro de concretos, cada uno de los
cuales es apropiado para su propósito particular. Yo creo que antes de
que pase mucho tiempo, dejaremos de usar las distinciones en la nomenclatura
y nos referiremos simplemente al "concreto" como un término genérico.
Debe, por supuesto, ser siempre buen concreto.
Cemento con alto contenido de alúmina
El cemento con alto contenido de alúmina es totalmente diferente al cemento
portland, y es importante estar conscientes de este hecho. En algunos
países, se comercializa como "ciment fondu", sin mencionar el hecho (al
menos en la propaganda) de que no es un cemento portland. El cemento con
alto contenido de alúmina también se comercializa como "cemento de aluminato
de calcio", posiblemente para distanciarlo de la imagen desgastada del
cemento con alto contenido de alúmina. Aunque el nuevo nombre es correcto,
el cemento portland debería, al mismo tiempo, ser llamado "cemento de
silicato de calcio", pero entonces, ¿por qué cambiarle el nombre al viejo
cemento portland, que sigue siendo confiable?
En el pasado, el cemento con alto contenido de alúmina fue usado estructuralmente
en muchos países europeos (particularmente en Gran Bretaña) y también
en algunas estructuras sensibles en Estados Unidos. Una característica
esencial de este cemento es que sus hidratos sufren en el concreto endurecido
sufren una conversión química, que da como resultado una gran reducción
de la resistencia, y que también tiene efectos adversos en la durabilidad.
Consecuentemente, en muchos países europeos, excepto Francia, donde se
inventó el cemento, el uso del cemento con alto contenido de alúmina en
el concreto estructural, no está permitido o está severamente limitado.
Esta situación ha existido durante un cuarto de siglo, pero hacia finales
de los años noventa empezó un movimiento para volver a introducir el uso
estructural de este cemento. Este tema fue discutido en Concrete International
en agosto de 1998,7 y no repetiré aquí mis argumentos.
Me apresto a agregar que el cemento con alto contenido de alúmina tiene
muchas propiedades valiosas y es un material excelente para propósitos
refractarios y para usos especializados, tales como reparaciones rápidas
o elementos estructurales, en donde la resistencia a algunos tipos de
ataque químico o las propiedades eléctricas son particularmente apropiados.
Mi preocupación aquí es únicamente con el uso estructural de este material.
La animada discusión de mi artículo8 y una carta posterior9 que trataba
este tema hacen que sea interesante leer respecto a la importancia de
la composición de los comités que escriben estándares o que proporcionan
consejos técnicos.
¿Quién deberá estar bien informado acerca del concreto?
La razón para hacer esta pregunta es que nosotros tenemos más problemas
con el concreto en servicio de los que deberíamos tener. En Gran Bretaña
y en algunos otros países, estos problemas surgen a menudo por la división
que existe en el conocimiento que poseen las gentes involucradas en el
diseño de estructuras de concreto.
Permítame retroceder un poco en el tiempo. En el pasado, los grandes diseñadores
e ingenieros eran expertos en el análisis estructural, así como en los
materiales que utilizaban. Limitándome a personas que ya no viven, quisiera
mencionar a Eduardo Torroja en España, Hubert Rüsch en Alemania, Robert
Philleo en Estados Unidos y sir William Glanville en la Gran Bretaña,
a quienes yo conocí, o a Pier Luigi Nervi en Italia y Eugène Freyssinet
en Francia. Los arquitectos también ligaron su conocimiento de la forma
estructural con un conocimiento de las propiedades de los materiales involucrados.
La educación moderna de los ingenieros civiles en Gran Bretaña y en Estados
Unidos se concentra en el análisis estructural, los métodos numéricos
y el uso de las computadoras. (Yo admito que he contribuido en este campo.)10
La enseñanza del concreto como material es casi nula. Sin embargo, el
comportamiento de las estructuras de concreto involucra propiedades tales
como contracción, fluencia, módulo de elasticidad y, por supuesto, durabilidad.
Para las propiedades físicas y mecánicas, el diseñador usa valores arbitrarios
que pueden ser o no satisfechos por el concreto real cuando la estructura
es realmente construida. Con respecto a la durabilidad, existe la necesidad
de equilibrar los deseos de lograr resistencia a agentes agresivos con
las proporciones de mezclas que no conduzcan a excesivos gradientes de
temperatura. Éstos, por supuesto, son sólo dos ejemplos de muchos factores
que existen en la práctica.
Me gustaría mencionar otro requisito de especificación que existe en el
caso del concreto con cimbras verticalmente deslizantes. Me refiero a
la necesidad de que el concreto permanezca plástico el tiempo suficiente
para evitar la formación de juntas frías que se hagan suficientemente
rígidas y también tener una resistencia adecuada con la prontitud suficiente
para permitir que las cimbras se desplacen hacia arriba sin que el concreto
se caiga o se abulte. Esta combinación de propiedades reológicas tiene
que lograrse por medio de una mezcla que no sea defectuosa con respecto
a su resistencia a largo plazo o a la durabilidad o a los gradientes térmicos.
Este tema fue tratado en Concrete International en noviembre de 1999.11
Permítanme retornar al diseñador estructural y su conocimiento del concreto,
o más bien, su falta de conocimiento. Para compensar esta deficiencia,
muchas firmas consultoras de ingeniería están empleando ahora a tecnólogos
del concreto. Sus antecedentes con frecuencia están en la geología y a
veces en la física. Ellos llegan a ser altamente competentes en tecnología
del concreto. Sin embargo, inevitablemente, no tienen conocimientos adecuados
sobre la acción estructural sobre cargas y líneas de cargas, sobre la
deformación inducida por cargas, sobre los efectos de la deformación elástica,
así como del revenimiento y la contracción o la redistribución de esfuerzos,
sobre los efectos de cargas temporales muy tempranas durante la construcción,
o acerca de las exigencias prácticas y las dificultades durante la construcción.
La situación resultante es que tenemos algunos diseñadores que carecen
de conocimiento de los materiales y, al mismo tiempo, tecnólogos que carecen
de conocimiento sobre estructuras y métodos de construcción. Debo recalcar
la palabra "algunos", porque hay ingenieros estructurales con un excelente
conocimiento del concreto como material, pero, desafortunadamente, no
son muchos.
Necesitamos muchos más ingenieros ampliamente instruidos y con un amplio
conocimiento. Mientras tanto, podría ser útil considerar las consecuencias
de esta dicotomía entre diseñadores que son ingenieros y personas relacionadas
con materiales que no lo son. Los científicos de materiales con frecuencia
escriben la parte del concreto de la especificación. Entonces sucede que
una deficiencia en el conocimiento de la acción estructural y el comportamiento,
y a veces también una falta de conocimiento de los métodos de construcción,
puede dar como resultado elementos inconsistentes de la especificación
y requisitos que no pueden cumplirse en la práctica. Esto, por supuesto,
da al contratista una espléndida oportunidad para explotar las contradicciones,
cuando no la imposibilidad de lograr lo que está especificado; puede exigirse
más dinero para resolver estos problemas.12 Yo no estoy sugiriendo que
esto ocurra con mucha frecuencia, pero cuando sucede, las sumas involucradas
pueden ser muy grandes.
Especificando para la durabilidad
En el memorándum del presidente de ACI en Concrete International de septiembre
de 1999,13 apareció un comentario interesante acerca de las especificaciones
inapropiadas o ya pasadas de moda. La situación es que, en estos días,
nosotros estamos usando cada vez más especificaciones del tipo comportamiento,
más que instrucciones de prescripción. Es posible que la relación a/c
no se especifique de manera explícita mediante un valor máximo, pero la
resistencia a la compresión sí se especifica. En alguna otra parte de
la especificación, existe el requisito de durabilidad.
Dependiendo de las condiciones de exposición, la durabilidad puede requerir
el uso de un tipo particular de cemento, y de un concreto adecuadamente
denso, con una compactación total y una estructura de poros satisfactoria,
especialmente el tamaño de los poros, de la pasta de cemento hidratada.
Uno de los factores es la relación agua / cemento, a/c, pero esto debe
ser compatible con la trabajabilidad necesaria para lograr la compactación
total (o consolidación). Así pues, la a/c no debe ser demasiado baja,
ya que la compactación total es más importante que una baja relación de
a/c combinada con concreto pobremente compactado. Por otro lado, el criterio
de distribución del tamaño de poros en la pasta de cemento hidratada puede
requerir una a/c significativamente más baja que el valor necesario a
partir de consideraciones de resistencia. El punto que yo estoy tratando
de resaltar es que la especificación de una resistencia a la compresión
relativamente baja, que puede lograrse con una relación más alta de a/c
que la necesaria para asegurar la durabilidad requerida, puede llevar
al contratista a consideraciones erróneas en la etapa de licitación. Es
más aconsejable especificar una resistencia más alta, de modo que resulte
compatible con la que sea necesaria para la durabilidad.
Hacer esto tiene una ventaja adicional. Si el diseñador estructural sabe
que va a tener una resistencia más alta, él puede explotarlo en su diseño.
Por ejemplo, si los muros de sótanos y las columnas en la parte interior
de un edificio están hechos de un concreto más resistente que en la parte
superior, entonces no necesitan tener una sección transversal más grande
para soportar una carga más grande que las columnas en los elementos superiores.
Esto es ventajoso, no solamente en términos del espacio útil, sino también
en términos de una carga más baja en los cimientos. Existe una situación
similar en el caso de la subestructura de un puente.
Un desacuerdo entre una resistencia a la compresión especificada relativamente
baja, y un alto contenido de cemento especificado para la durabilidad
(tal como se practica en algunos países) fue fraudulentamente explotado
por un productor de concreto premezclado, en el Reino Unido.14 El logró
la resistencia especificada (la cual era rutinariamente determinada en
el sitio) pero puso menos cemento que lo indicado en las impresiones de
la computadora (sabiendo que el contenido de cemento no sería verificado
en el sitio).
Recubrimiento del refuerzo
Me gustaría ahora pasar a varios aspectos más prácticos para hacer buen
concreto. Debido justamente a ese carácter práctico, algunas personas,
principalmente los académicos, piensan que no merecen la consideración
o el estudio; sobre todo, estos problemas no pueden resolverse por medio
de un programa elaborado de computadora.
El primero es el recubrimiento para el refuerzo. El recubrimiento es la
distancia más corta entre la superficie de un elemento de concreto y la
superficie más cercana del acero de refuerzo. En cierto número de estructuras
en servicio, descubrí que el espesor del recubrimiento era incorrecto.
En muchas de ellas, el recubrimiento era demasiado pequeño, y el resultado
era la corrosión del acero.
Existen varios propósitos para procurar el recubrimiento. El primero es
poner concreto alrededor del acero de refuerzo en una viga, de modo que
el esfuerzo en el concreto en flexión se transfiera al acero, el cual
puede entonces desarrollar una fuerza de tensión. Esto es obvio para cualquier
diseñador estructural. Lo que puede no ser tan obvio para la persona en
el sitio de la construcción es que, en una viga o en una losa, demasiado
recubrimiento puede dar como resultado una capacidad reducida para soportar
momentos del elemento estructural.
El recubrimiento también es importante desde el punto de vista del agrietamiento
por contracción. El concreto no reforzado, si está restringido (lo cual
casi siempre es el caso) permitirá que se desarrollen concentraciones
de esfuerzo por tensión. Esto normalmente conduce a agrietamiento por
contracción.
El remedio consiste en proveer de refuerzo, muy cerradamente espaciado
y localizado lo suficientemente cerca de la superficie expuesta en proceso
de secado del elemento del concreto. El corolario de ésto es que el espesor
del recubrimiento no debe ser excesivo. Debemos recordarlo cuando escuchamos
el clamor ocasional por proveer recubrimientos cada vez más gruesos, por
parte de quienes buscan proporcionar protección al refuerzo contra la
corrosión.
Esto me lleva a la necesidad de un recubrimiento adecuado para la protección
del refuerzo contra la corrosión. Aunque la superficie del acero es pasivada
y protegida por el ambiente alcalino del líquido de los poros en la pasta
de cemento hidratada, esta protección puede ser destruida por la carbonatación
y por el ingreso de iones agresivos que llegan hasta la superficie del
acero. El ion más común es el cloruro, que procede ya sea del agua de
mar -en rociaduras o transportado por aire- o de los agentes descongelantes
en carreteras o puentes.
Otra razón importante para procurar el recubrimiento adecuado del refuerzo
es la protección del acero contra el fuego. La capacidad de resistencia
al fuego es un tema complicado porque involucra la acción estructural,
pero en esencia, los reglamentos de diseño especifican el recubrimiento
mínimo de varios tipos de recubrimientos estructurales tales como vigas,
columna, pisos y nervaduras necesarias para asegurar la resistencia al
fuego durante cierto número de horas.
Todo lo anterior demuestra que lograr el recubrimiento apropiado, ni insuficiente
poco ni excesivo, es de gran importancia. Existen tres razones de por
qué, en la práctica, el espesor del recubrimiento puede resultar insatisfactorio.
Primero, el recubrimiento puede ser incorrectamente especificado. Segundo,
la especificación puede ser incorrectamente formulada. Tercero, el recubrimiento
real, tal como ha sido construido, puede ser diferente del que fue especificado.
Estos tres problemas se discuten en Concrete International de noviembre
de 1998.15 Aquí quiero considerar la cuestión del significado del término
"recubrimiento" en la especificación o en los planos.
Esperar exactamente el mismo recubrimiento a lo largo de cada varilla
de refuerzo es algo fuera de la realidad. Debe existir alguna tolerancia.
El ACI especifica una tolerancia negativa, es decir, un recubrimiento
demasiado pequeño de 10 o 13 mm, dependiendo de la profundidad del elemento.
La tolerancia Británica es de solamente 5 mm. En ninguno de los reglamentos
se nos dice en cuánto puede excederse el recubrimiento. Y sin embargo,
tal como mencioné antes, el recubrimiento excesivo tiene un efecto indeseable
sobre la capacidad para soportar cargas de un elemento de flexión y sobre
la resistencia al agrietamiento por contracción. En todo caso, ¿la tolerancia
significa que no puede haber una sola localización en donde el recubrimiento
sea incorrecto? ¿Cómo se puede verificar esto?
E inclusive si el recubrimiento es correcto entes de la colocación real
del concreto, existe un riesgo considerable de que algunas varillas sean
desplazadas durante el colado del concreto. Esto puede deberse a las operaciones
propias de la compactación (es decir, consolidación), si todo el acero
de refuerzo no está rígidamente fijo en el espacio. El desplazamiento
puede ser también causado por el peso o, estrictamente hablando, por la
masa de los operadores que, después de todo, ¡tienen que estar parados
en algo! No se trata solamente de gritar: "¡Hazlo mejor!" La estructura
debe ser construible. De esto se sigue que el detallado del refuerzo debe
hacerlo alguien con experiencia personal en construcción.
La ejecución del doblado del acero debe verificarse cuidadosamente; no
será suficiente el ajuste de la posición del acero por medio de un marro.
Los bancos y los espaciadores, así como también los amarres, debe fijarlos
un operador competente y no solamente alguien que tenga tiempo de hacerlo.
Hay otras precauciones que pueden y deben tomarse.
Compactación
He mencionado la protección del acero contra la corrosión por medio de
un espesor adecuado del recubrimiento, pero un espesor adecuado proporciona
protección adecuada únicamente si el concreto en la zona del recubrimiento
esta completamente compactado (es decir, consolidado). Yo iría más lejos
para decir que la calidad del concreto que realmente se logra en la zona
del recubrimiento es más importante que la calidad del concreto en cualquier
otro punto de la estructura. Y sin embargo, ¿cómo podemos saber nosotros
que se ha logrado la compactación total? ¿Y qué es precisamente lo que
significa compactación total? No es posible todavía obtener respuestas
a estas preguntas, y yo no puedo ofrecer ninguna opinión definida sobre
estos asuntos.
Mezclado
Me he encontrado con cierto número de casos en los que el concreto en
la estructura real parecía no haber sido adecuadamente mezclado. La causa
de esto generalmente se encontraba en un inadecuado tiempo de mezclado.
El tiempo de mezclado esta especificado de una manera general por el ACI
304.R.16 Los fabricantes de mezcladoras con frecuencia especifican el
número mínimo de revoluciones en la mezcladora. Existen también métodos
para determinar la homogeneidad del concreto al estar siendo descargado
de la mezcladora.17
En realidad, existe la tentación por parte del proveedor de concreto,
de reducir el tiempo de mezclado tanto como sea posible. De esta manera,
él consigue una producción más grande por hora de una dosificación y de
una planta de mezclado dadas, y una producción más grande significa economía;
esto es, más dinero por el mismo capital desembolsado, y posiblemente
por el mismo costo de mano de obra.
Las consecuencias de un mezclado inadecuado son serias: un contenido variable
de agregado, una relación variable de a/c, y concreto que no puede ser
apropiadamente compactado por aquí y por allá. El remedio es obvio: establecer
el tiempo de mezclado mínimo necesario, especialmente cuando se usa humo
de sílice, y asegurarse de que se consiga esto en la práctica en cada
dosificación de concreto, sin importar cuánta prisa pueda haber.
Curado
El curado del concreto es la más fácil de las operaciones que requieren
baja tecnología. Y aún cuando esto no es así, se lo ve de esa manera.
Pero, en verdad, ¿es el curado algo de poca importancia?
El curado afecta principalmente al concreto en el recubrimiento del refuerzo,
y yo ya he señalado que la calidad del concreto del recubrimiento es de
considerable importancia con respecto a la durabilidad. Lo que es particularmente
significativo es que el curado afecta la calidad real del concreto más
que su calidad potencial.
Vale la pena subrayar que el curado húmedo es esencial para que el cemento
se hidrate tanto como sea posible. Esto no debe interpretarse como que
se requiere la hidratación total de todo el cemento. Esto no solamente
es innecesario, sino que, a una baja relación de a/c (menos que aproximadamente
0.4), es imposible.
A pesar de la importancia del curado, es un hecho que éste invariablemente
está especificado, pero rara vez se logra un curado satisfactorio. Este
tema se discutió en Concrete International de mayo de 1996.18 Vale la
pena repetir algunas razones contenidas en ese artículo, ciertamente no
excusables, para la mala práctica prevaleciente de un curado inadecuado.
Primero, el curado es una operación que sigue al final de las operaciones
de colado del concreto; en consecuencia, existe un deseo -que no es extraño-
de seguir con la siguiente fase del trabajo.
Segundo, el curado es visto por muchos como una operación tonta, algo
que no es trabajo: simplemente rociar agua sin que al final del día quede
rastro de ello. En algunos climas puede argumentarse que el rociado con
agua no es necesario ya que en cualquier momento empezará a llover. En
otros climas puede argumentarse que el agua se evapora tan pronto como
se ha aplicado al concreto, de modo que nada se gana ni puede ganarse.
Así que, ya sea por una u otra razón, ¿por qué molestarse?
La tercera razón para no aplicar el curado es que la mayor parte del personal
en el sitio, con frecuencia incluyendo hasta al personal de supervisión,
no cree sinceramente que el curado sirva para un propósito útil. Muchos
de ellos nunca han aplicado o supervisado un curado apropiado. Y sin embargo
han tenido éxito, de modo que, ¿por qué cambiar?
La cuarta razón es más bien el argumento poco amable de que el curado
no se ve. ¿Quién sabrá mañana si el concreto fue sometido a curado hoy?
Quizás ellos argumenten que lo que no ven los ojos, no lo siente el corazón.
La quinta y última razón es la más imperiosa, pero también una razón que
tiende hacia el remedio: el curado no es algo por lo que se pague aparte.
A fin de asegurar un buen curado, valdría la pena desarrollar un método
de pago por él. Podría hacerse posiblemente por el consumo registrado
de agua, pero es necesario desarrollar un método más ingenioso. En cualquier
caso, el curado debería ser un punto separado en la factura.
Si yo pongo énfasis en asegurar el curado, es porque esto es lo que puede
hacer toda la diferencia entre tener un buen concreto al final de la operación
de colocación que llegue a ser un buen concreto en servicio, por un lado,
y por el otro, tener un buen concreto arruinado por la falta de un pequeño
esfuerzo. La importancia del curado es en nuestros días todavía más grande
que en el pasado, por tres razones.
Primero, los cementos modernos, con su tasa más alta de ganancia de resistencia,
han permitido, desafortunadamente, el empeoramiento en la práctica del
curado. La explicación es como sigue: debido a que las resistencias adecuadas
para la remoción de la cimbra o para negociar la superficie de concreto
se alcanza muy pronto, existe una excusa para descontinuar el curado efectivo
a una edad muy temprana.
La segunda razón es que ahora se utilizan valores más bajos de a/c que
en el pasado, y a fin de evitar la excesiva contracción autógena y la
autodisecación, es necesario el ingreso temprano de agua en el concreto.19
Tercero, las mezclas modernas con frecuencia contienen ceniza volante
y escoria de alto horno granulada y molida. Estos materiales, especialmente
el último, reaccionan en periodos de tiempo más largos, y consecuentemente
necesitan un curado prolongado.18
Conclusiones
El objetivo de este artículo es demostrar que es posible hacer un concreto
bueno y durable hoy día, usando el conocimiento existente, sin una investigación
excesiva y costosa y sin métodos de muy alta tecnología. Esto no quiere
decir que yo vea el concreto como un material de baja tecnología. Con
frecuencia lo es, pero nosotros podemos convertirlo en un material de
alta tecnología, simplemente haciéndolo mejor y operando correcta y apropiadamente
con base en la buena comprensión de los factores que influyen en sus propiedades
y comportamiento en estructuras reales.
He discutido, por fuerza muy brevemente, pero remitiendo a artículos más
extensos publicados, varias áreas en donde nosotros podemos mejorarlo
fácilmente. Antes que nada, debo reconocer la sabiduría de incluir en
la mezcla toda una variedad de materiales cementantes y no únicamente
el cemento portland. También debemos usar aditivos apropiados que ofrecen
una manera de adecuar las propiedades del concreto, principalmente en
el estado fresco, a las necesidades de una construcción específica. En
el caso de los superfluidificantes, es esencial asegurar la compatibilidad
entre el aditivo y el cemento portland que se está efectivamente usando.
Los superfluidificantes son necesarios para hacer concreto con una muy
baja relación de a/c; con frecuencia, tales concretos son conocidos como
concretos de alto desempeño. En mi opinión, esta expresión debería desaparecer:
nosotros siempre debemos hacer el concreto que sea adecuado al propósito
que se pretende.
No debe usarse cemento con alto contenido de alúmina en el concreto estructural.
Sin embargo, existe mucha propaganda para el material, y es útil estar
familiarizado con el comportamiento de este cemento en las estructuras
en servicio. Ciertamente, es vital para los diseñadores estructurales
estar muy bien familiarizados con las propiedades y el comportamiento
del concreto que se usará en la estructura. En otras palabras, ellos deben
tener un buen conocimiento del concreto y de la influencia de sus varios
ingredientes. Algunos especialistas de materiales tienen ese conocimiento,
pero no están familiarizados con la acción estructural y el comportamiento
en servicio. Si tales especialistas escriben las especificaciones, existe
el riesgo de requisitos incompatibles en varias cláusulas.
Es vital una buena especificación cuando hay que asegurar la durabilidad
en las condiciones esperadas, y por supuesto, es esencial que el concreto
sea durable. No debe ignorarse el requisito de resistencia satisfactoria:
tanto la durabilidad como la resistencia deben considerarse en la etapa
del diseño y al escribir la especificación.
Finalmente, he discutido cuatro temas que algunas personas consideran
de baja tecnología: recubrimiento del refuerzo, compactación (o consolidación)
del concreto, tiempo adecuado de mezclado y curado. Tal vez sean de baja
tecnología, pero la atención apropiada a todos ellos, así como un buen
conocimiento y entendimiento del concreto, son esenciales si vamos a dejar
de considerar el concreto como un material barato y de baja tecnología.
Nosotros siempre debemos hacer buen concreto con una durabilidad apropiada.
Existen muchas respuestas a la cuestión de la durabilidad, pero nosotros
podemos hacer buen concreto hoy.
Referencias
1. Neville, A.M., "Maintenance and durability of concrete structures",
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vol. 21, núm. 11, noviembre de 1999, pp. 54-56.
Este artículo se publicó en Concrete International y se reproduce con
la autorización del American Concrete Institute.
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Ser adecuado
al propósito para el cual se lo requiere y tener la durabilidad necesaria
para el tiempo de vida en servicio esperado son las dos características
que, según Neville, debe reunir un buen concreto. Para lograrlas, dice,
no hay necesidad de una investigación exhaustiva ni de una tecnología
muy alta, basta con utilizar el conocimiento existente y poner atención
en algunos aspectos relevantes que él señala en este artículo.
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