Posibilidades del concreto

P R E M E Z C L A D O S

Acerca del mortero estabilizado

Actualmente en todos los países europeos, los morteros se especifican en función de la resistencia a compresión a 28 días y se designan por la letra M seguida del valor de dicha resistencia expresada en N/mm2. Los morteros se especifican en función de su resistencia a compresión. Por ejemplo, un mortero M-5 es un mortero cuya resistencia a compresión medida según la Norma Española UNE EN 1015-11, es de 5 N/mm2. En España, aún es bastante generalizado el uso de las unidades de kg/cm2, al hablar de resistencias. A nivel Europeo se ha trabajado para unificar una misma clasificación para todos los países. Es difícil establecer dosificaciones de uso general que correspondan con determinadas resistencias a compresión y, por ello, es recomendable especificar los morteros por su resistencia a compresión.

Fabricación y distribución del mortero estabilizado
El mortero estabilizado es ampliamente usado en la mayoría de países europeos, siendo España uno de sus principales productores. En este país, la fabricación del mortero estabilizado se realiza en modernas centrales de concreto en las que la modernidad, informatización y homogeneidad garantizan una calidad constante, siendo ésta una de las principales ventajas del mortero estabilizado ya que siempre hay un control de las materias primas, siendo sometidas éstas a estrictos controles de calidad. Los componentes del mortero estabilizado una vez preparados, se dosifican en peso y se mezclan con el agua precisa en la planta hasta obtener una mezcla homogénea.
La distribución del mortero estabilizado es rápida y sencilla. El suministro se realiza mediante camiones mezcladores que depositan el mortero estabilizado en unos cubos facilitados previamente por el propio fabricante del mortero. Estos cubos, que previamente han sido distribuidos por el fabricante del mortero estabilizado, están preparados para que actúen como recipientes de medida, almacenamiento y distribución interna de la obra. Su diseño permite que sean fácilmente transportables a todos los puntos de trabajo con cualquiera de los medios habituales de las obras: grúas, montacargas, transpalets, carretillas elevadoras, etc. Cabe decir que los cubos normalmente tienen una capacidad de 1/3 de metro cúbico; es decir, pueden almacenar 333 litros de mortero estabilizado, con lo que su control en obra es muy sencillo.

Características técnicas y ventajas de funcionamiento
El mortero estabilizado es un mortero ya preparado en origen para ser usado en la obra, con lo que siempre será el mismo material manteniendo las mismas características técnicas y cumpliendo los requisitos que se le piden en la obra. Este mortero parte, como hemos comentado previamente, de una fabricación industrial donde sus componentes (agregados, cementos, agua y aditivos) son siempre los mismos y pasan unos rigurosos controles de calidad, para así poder obtener la marca de calidad certificada. La calidad del mortero estabilizado nunca dependerá del peón de la obra en cuanto a la fabricación del mortero, ya que siempre se tratará de un mortero industrial, a diferencia de otros tipos de mortero donde el personal de la obra interviene decisivamente en la fabricación final del mortero.
El mortero estabilizado presenta una trabajabilidad excelente ya que normalmente está fabricado con agregados y aditivos especiales que hacen que sea muy trabajable y pastoso, y así pueda mantener una excelente trabajabilidad durante determinados periodos, facilitando su aplicación en la obra. Con este mortero se obtienen acabados perfectos y uniformes, ya que su composición es constante. Además, con el mortero estabilizado las obras disponen de mortero fresco listo para su uso en cualquier momento. Se suprimen las esperas debidas a la fabricación y reparto interno del mortero, especialmente al inicio de la jornada.
Con el mortero estabilizado se puede trabajar hasta muy tarde, y empezar a la primera hora de la mañana, amén de que el mortero sobrante puede ser utilizado al día siguiente; sólo habrá que colocar un par de centímetros de agua par encima del mortero sobrante por la noche para protegerlo de la pérdida de agua (evaporación del agua) durante el verano y de las posibles heladas en el invierno.
Referencia: Alberto Caballero, Basf Construction Chemicals España SL Cemento Hormigón, Extraordinario No. 922, 2008.

 

C O N C R E T O_ L A N Z A D O

Concreto lanzado para túneles

urante el siglo pasado el método del concreto lanzado reemplazó a los métodos tradicionales de revestimiento de los perfiles de un túnel y llegó a ser fundamental en la cimentación del tramo o sección del túnel excavado. En la actualidad, no se concibe la perforación de túneles sin el método del concreto lanzado.
En este sentido, el concreto lanzado es un único término que describe diversas partes de una tecnología completa: el material, el proceso y el sistema del concreto lanzado.
El material denominado concreto lanzado es una dosificación de la mezcla del concreto que está determinada por los requerimientos de la aplicación y por parámetros específicos. Por regla general, esto significa una reducción de la granulometría máxima de las partículas de entre 8 mm y 16 mm, un incremento del contenido de aglomerante y el uso de aditivos especiales en el concreto lanzado para controlar las propiedades del material.
Los requisitos principales de la mezcla se centralizan en la trabajabilidad (bombeo y lanzado) y la durabilidad; alta resistencia inicial; características adecuadas de fraguado del concreto (tiempos abiertos prolongados); proceso de bombeo adecuado (caudal de flujo denso); buen lanzado (maleabilidad) y rebote mínimo.
El proceso de lanzado define su instalación. Después de producido, el concreto es transportado por medios convencionales al equipo de procesado. EI concreto lanzado se bombea hasta el punto donde se colocará a través de tubos o mangueras herméticas resistentes a las altas presiones para su lanzado. Se encuentran disponibles: el proceso de flujo denso por vía húmeda; el proceso de flujo diluido por vía seca; el proceso de flujo diluido por vía húmeda. Cabe decir que antes
de ser lanzado, el concreto pasa a alta velocidad a través de la boquilla de salida. Se forma un chorro y se agregan los otros elementos importantes de la mezcla, tales como el agua para el concreto lanzado por vía seca, el aire comprimido para el proceso de flujo denso y los aceleradores del fraguado, cuando estos sean necesarios. La mezcla preparada de concreto lanzado se proyecta a alta presión sobre el sustrato, y ésta se compacta con tanta fuerza que se forma instantáneamente una estructura de concreto completamente compactada.
Dependiendo de la aceleración del fraguado, la mezcla puede ser aplicada sobre cualquier fachada, inclusive las que se encuentran verticalmente por encima de la cabeza. El proceso de lanzado puede ser utilizado para diferentes aplicaciones. El concreto lanzado o el mortero proyectado se utilizan para reparaciones de concreto, perforación de túneles y de minas, estabilización de planos inclinados. Por su parte, la construcción con concreto
lanzado tiene varias ventajas: la aplicación sobre cualquier fachada debido a que el concreto lanzado se adhiere inmediatamente y soporta su propio peso. La posibilidad de aplicarlo en sustratos poco uniformes. Una configuración totalmente flexible del espesor de la capa en obra. La posibilidad de un concreto lanzado reforzado con malla o fibras. Se puede lograr un revestimiento con una capacidad portante rápida sin cimbras y sin prolongados periodos de espera. Asimismo, el concreto lanzado es un método de construcción flexible, económico y rápido, pero requiere de un alto grado de mecanización y es de suma importancia contar con mano de obra calificada. Sin duda, es el material perfecto para la estabilización de una excavación. Su flexibilidad única en la determinación del espesor de la aplicación, el refuerzo (fibra), la capacidad de rendimiento, el desarrollo de la resistencia en una etapa muy temprana (por vía seca o por vía húmeda) y la capacidad de nuevas aplicaciones hacen del concreto lanzado un material completo para la estabilización de una excavación.
Referencia: Jürgen Höfler y Jürg Schlump, “Hormigón proyectado en tunelería”, en Hormigonar, Revista de la Asociación Argentina del Hormigón Premezclado, abril 2006.

 

D U R A B I L I D A D

Durabilidad del concreto

El Instituto de Concreto de Australia está tomando una posición de liderazgo en la reforma del diseño de la durabilidad y de la construcción con concreto al establecer un grupo especial para examinar la durabilidad con el objetivo de desarrollar un nuevo código basado en el desempeño. En este sentido, el desgaste y debilitamiento de la infraestructura ha sido ampliamente reconocido como un problema importante a nivel mundial. Por ejemplo, en los Estados Unidos, la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles reportó en 2005 que se requerían 1.6 billones de dólares para resolver las necesidades de la infraestructura en los EUA. Aunque los problemas de Australia no son de la misma escala como los de los Estados Unidos, no hay ninguna razón para ser complacientes. Un ingeniero australiano –que es una autoridad en puertos– ha dicho que él y sus colegas habían reparado tres de sus estructuras que tenían únicamente 20 años de edad y que no habían visto todavía una de sus estructuras marinas alcanzar su vida de diseño.
El Instituto Australiano del Concreto ha reconocido que el problema tiene dos dimensiones: las estructuras durables son esenciales para una economía fuerte y las estructuras durables son una importante herramienta ambiental. El Instituto también ha reconocido la necesidad de liderazgo, y a través de sus miembros busca proveer soluciones en el campo de la durabilidad del concreto. Para este fin, se ha formado un comité para trabajar en el problema general de la durabilidad. Este Comité cuenta con muchos expertos en la industria involucrados en el desarrollo de un plan estratégico para el diseño de la durabilidad y la construcción en Australia.

El Comité lleva a cabo talleres en varias partes de Australia, en donde se hace un bosquejo del estado actual que guarda el diseño por durabilidad, los problemas que enfrentan los sectores de diseño y construcción y las opciones posibles para salir adelante. También plantea varios talleres con el objetivo de obtener información y ayuda de los propietarios de inmuebles, ingenieros de diseño, arquitectos, proveedores de materiales y contratistas de la construcción.

Uno de los mayores problemas que deben ser explorados es el desarrollo de un código basado en el desempeño. Aunque muchos en la industria creen que todavía no se dispone de pruebas de desempeño confiables, otros ya están usando una gama de criterios de desempeño en las especificaciones. Esta diversidad dificulta el trabajo a los proveedores y contratistas de la construcción. Si han de especificarse pruebas de desempeño, entonces sería muy útil la armonización a través de códigos.

Otro problema importante que ha de ser considerado es la falta de opciones para la elección del concreto en los códigos australianos. Por ejemplo el código más importante para estructuras de concreto, el AS3600, provee únicamente una opción para estructuras marinas, que es el concreto de 50 MPa con un recubrimiento de 50 mm. Éste es extremadamente limitante y potencialmente muy costoso. Sobre esto, el Comité cree que en algunos casos, la vida de diseño requerida de 40 a 60 años puede no alcanzarse por algún margen y ciertamente otro código australiano, el AS4997, dice que el mismo diseño proveerá únicamente una vida de 25 años.
Mientras que el AS 3600 es el “código líder” para estructuras de concreto en Australia, existen otros varios códigos que proveen una guía para el mismo medio ambiente. Los pilotes, las estructuras para la retención de agua, y estructuras marinas y de puentes, todas tienen requisitos de diseño separados para concreto y éstos con frecuencia entran en conflicto. Hay una importante razón para tener un código que cubra todos los aspectos de durabilidad en el concreto, proveyendo disposiciones de durabilidad que están enlistados en todos los demás códigos. Sin embargo, la durabilidad es un tema complejo. En proyectos mayores, los modelos de deterioro avanzados usados por especialistas garantizan la manera más segura y económica para enfocar el diseño. No obstante, los proyectos más pequeños necesitan reglas menos sofisticadas “que hay que cumplir” que, aunque son conservadoras, pueden ser acatadas por la comunidad de ingeniería en general. c
Referencia: Concrete in Australia, Vol.35, No 2. c

 

P A T O L O G Í A S

Control del agrietamiento

Si bien se pueden elogiar las numerosas cualidades del concreto –resistencia mecánica, resistencia al fuego, inercia térmica, aislamiento acústico, etc.– sufre un defecto que numerosos investigadores han esforzado en eliminar desde su invención: su contracción. En términos generales, la contracción del concreto es una deformación del volumen inducida por fenómenos fisicoquímicos ligados a la hidratación de la pasta de cemento y al secado.

Este fenómeno es tanto más importante en cuanto que es el responsable de numerosas patologías sobre las obras de concreto, ya que no se ha logrado dominar la desaparición de la contracción. Se habla entonces de la prevención de la contracción y el diseñador tendrá la tarea de controlar ésta para evitar el agrietamiento o deformación excesiva perjudicial a la durabilidad y al desempeño de la obra (estabilidad, impermeabilidad, etc.). El contratista podrá también colaborar para paliar, en cierta medida, este defecto considerado con frecuencia como el talón de Aquiles del material de referencia.

El Eurocode 2 (NBN EN 1992-1-1) permitirá, de ahora en adelante, predecir el valor de la contracción total del concreto, incluyendo su componente específico endógeno. Esta adaptación era necesaria, dado que deben tomarse en cuenta los concretos de alta resistencia (> 50/60 Mpa) en los métodos de cálculo.

La contracción del concreto
La contracción total de un elemento de concreto presenta dos componentes principales: la contracción endógena y la contracción por secado, que pueden calcularse de acuerdo con el Eurocode 2 y su anexo nacional (ANB). La contracción por secado del concreto (también llamada contracción por secado) es una deformación del volumen que resulta del secado de la masa del concreto. El agua que no haya sido utilizada por las reacciones de hidratación se evapora del material en función de un diferencial de humedad relativa con el medio ambiente (más seco). Por su parte, la contracción endógena del concreto (también llamada contracción de auto desecación o contracción química) es una deformación que resulta del hecho de que el volumen de los productos de la hidratación es más pequeño que el volumen de los reactivos presentes. Bien sea que se trate de un concreto normal o de un concreto de alta resistencia, el valor de la contracción total es la misma, alrededor de 600 µm/m. Sin embargo, la proporción de la contracción endógena es totalmente diferente, ya que alcanza alrededor del 50% para el concreto de alta resistencia, contra menos del 10% para el concreto normal. Además de la contracción, fuente de deformaciones potenciales evitadas, otros parámetros influirán en las posibilidades de agrietamiento de una obra de concreto, lo que se conoce como agrietabilidad.
Ésta se caracteriza por:
• Su deformabilidad.
• Su resistencia a la tensión.
• Su desarrollo térmico al momento de las reacciones exotérmicas de hidratación.
• Su capacidad para relajar las restricciones (fluencia por tensión).

Prevención de la contracción
Las deformaciones debidas a la contracción no son necesariamente negativas.
Llegan a ser negativas a partir del momento en que encuentran algo que las impidan, ya que ellas generan entonces resistencia a tensión. Estas restricciones, cuando sobrepasan un cierto umbral próximo a la resistencia de tensión, pueden llevar al agrietamiento y, consecuentemente, a problemas de durabilidad (corrosión, etc.), de impermeabilidad o de estética. El agrietamiento dependerá del potencial de la contracción libre, del potencial de agrietamiento del concreto, de la obstaculización y de otros factores concomitantes de la estructura.

Control del agrietamiento
Para evitar los riesgos del agrietamiento será necesario tomar en cuenta tres aspectos: limitar la contracción del concreto; limitar el agrietamiento o sus consecuencias y limitar toda restricción perjudicial de la obra (o parte de la obra).
Referencias: B. Parmentier; V. Pollet, y G. Zarmati, CSTC, Contact, No 22, junio de 2009, Bélgica.

 

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