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Concreto bombeado en la construcción

El concreto bombeado es un éxito. Su rendimiento depende de las propiedades plásticas del concreto, del tipo de bombeo disponible y de la elección de las tuberías para el transporte del producto hasta la altura deseada.
Uno de los retos que enfrenta el especialista durante la colocación de concreto autocompactante, es su correcta colocación en la cimbra para aprovechar la mayor velocidad de flujo, y reducir o eliminar las bolsas de aire, minimizando el parcheo de la superficie formada después de quitar las cimbras. La identificación de la segregación durante la colocación es difícil; sin embargo, el resultado consiste en que no haya segregación. Los cambios de producción para manejar concreto autocompactante incluyen cambiar procedimientos de pruebas (como la utilización del ensayo de flujo de expansión, en vez del ensayo de cono de expansión típico) y ajustar el tamaño del equipo. Sin necesidad de la vibración, el tamaño del equipo puede reducirse durante la colocación. Cabe decir, que el concreto autocompactante ostenta aspectos positivos durante la colocación y producción como:
• Reducción de vibración (y reducción del tamaño del equipo).
• Muy poco esfuerzo para mover el flujo.
• Moldeado más rápido.
• Mejor acabado (con menos parcheo).
Algunos aspectos con problemas potenciales son, por una parte, la segregación, que resulta más habitual que con la mezcla tradicional. Por otra parte, la presencia de equipos usados para colar concreto autocompactante suelen dar problemas cuando vuelven a colar la mezcla tradicional, en particular al proporcionar la vibración suficiente.

Aditivos y concreto bombeado en la construcción de edificios
El empleo de concreto bombeado es la única posibilidad para colar concreto en la construcción de grandes edificios, ya que de este modo el concreto puede colarse en lugares en los que utilizando otros métodos de colado sería difícil o casi imposible. El uso de concreto bombeado permite obtener frecuentemente ahorros en la mano de obra, costos de material y tiempos de construcción. No obstante, el bombeo de concreto a grandes alturas plantea requisitos específicos al diseño de la mezcla. Éstos pueden cumplirse gracias a los avances de la tecnología de los aditivos para concreto. En los años noventas el bombeo de concreto alcanzó alturas hasta el momento insospechadas. Por ejemplo, se bombeó concreto de alta resistencia en la construcción de la torre Jin Mao, de Shangai, así como en las Torres Petronas, de Kuala Lumpur, hasta una altura de 366 metros. Empleando aditivos suministrados por BASF, en el siglo XXI, sin duda, ya se están superando estos logros.

Concreto bombeado: diseño de mezcla
Es importante que las mezclas de concreto estén correctamente dosificadas, de modo que el concreto fluya fácilmente y de forma uniforme por las tuberías. En otras palabras, la mezcla no debe ser demasiado cohesiva; debe presentar una consistencia que permita una buena trabajabilidad en el lugar de suministro. El concreto bombeable se presiona a través de una tubería que funciona como un cilindro; lo separa la pared de la tubería con una capa lubricante compuesta de agua, aglomerante y arena (la pasta de cemento). Durante el bombeo, el concreto fluye como material continuo; pero tiene que poder pasar por piezas reductoras del sistema de tuberías y de codos. Para alcanzar este grado de bombeabilidad, la mezcla debe ser densa y cohesiva, así como contener el suficiente porcentaje en volumen de una fracción de pasta de cemento dosificada correctamente.
El mayor reto en el bombeo de concreto en aplicaciones en grandes edificios consiste en alcanzar un equilibrio entre la fricción y el flujo del material. Si estas mezclas contienen un elevado porcentaje de finos (más de 180 lm3), la resistencia a la fricción es elevada y se dificultará el proceso de bombeo. El empleo de un fluidificante compuesto de policarboxilato contribuye a reducir los problemas de bombeo. Para lubricar este elevado porcentaje de finos normalmente sería necesario aumentar el porcentaje de agua; sin embargo, este tipo de procedimiento destruiría el equilibrio de la relación agua-finos. El concreto de los edificios elevados –donde es usado concreto de alta resistencia– siempre contendrá finos, como escorias de alto horno molidas y granuladas, finos procedentes de roca triturada y cenizas volantes pulverizadas.

Aditivos para mejorar la bombeabilidad
Un aditivo apropiado para el concreto bombeado debe reducir el contenido de agua, la fricción en la tubería, así como la tendencia a la segregación bajo presión sin aumentar las tensiones entre las partículas. El aditivo garantiza, en primer lugar, que la pasta de cemento se distribuya uniformemente en la tubería para que la fricción y la segregación que de ella resulten, se puedan evitar efectos que aparecerían con un contenido excesivo de agua.

Los proveedores de concreto premezclado
Para realizar el proyecto de construcción de un edificio, los proveedores de concreto premezclado deben suministrar concreto bombeable a cierta altura a través de una distancia determinada. Por ejemplo, en Londres, se construyen actualmente muchos edificios altos. De ahí que la eficiencia de la mezcla y el manejo del material, necesarios para una perfecta producción de este tipo de mezclas, requieren otras soluciones en comparación con los procedimientos aplicados con las mezclas convencionales. Las inversiones en la modificación y el perfeccionamiento de las máquinas de producción pueden ser la consecuencia de un manejo eficiente de los materiales de construcción y las mezclas alternativas. Las experiencias adquiridas por BASF Construction Chemicals en el manejo de aditivos para mejorar la bombeabilidad del concreto, fueron puestas en práctica con éxito por los proveedores británicos de concreto premezclado como Hanson Premix. Este proveedor ha demostrado su eficacia en el desarrollo y comercialización de un diseño de la mezcla apropiado tanto para concreto bombeado en edificios de gran altura, como para aplicaciones convencionales.

Un proyecto londinense
El proyecto del New Street Square de Londres es un buen ejemplo de cómo se pueden utilizar los aditivos para mejorar las propiedades del concreto bombeado. New Street Square es un nuevo complejo de edificios de oficinas con una superficie de 92.903 m² que cuenta con edificios de 18, 12, 11 y 6 plantas con un tipo de construcción pretensada que ha sido construido por el contratista general Robert McAlpine. Byrne Bros Ltd., especialista en el colado de concreto, quien obtuvo el contrato para el manejo de 50,000 m3 de concreto de alta resistencia suministrado por Hanson Premix. Precisamente en este contrato, los aditivos Glenium de BASF desempeñaron un papel clave para cumplir con el tipo de consistencia y de fluidez para las diferentes clases de resistencias. En colaboración con Byrne Bros, Hanson Premix fabricó varios tipos de concreto con diversos agregados perfectamente adaptados para el procesamiento y para las técnicas de construcción in situ. El concreto preparado se basaba en diseños de mezcla probados y en sistemas efectivos para la fabricación y suministro de concreto. La mezcla de concreto resultante cumplía toda una serie de requisitos clave: tiempo de trabajabilidad prolongado para el bombeo; acabado de la superficie de alta calidad y rápida evolución de la resistencia inicial para un pretensado temprano, así como bajo desarrollo térmico con adiciones con bajas emisiones de CO₂.

En Dubai
Los requisitos climáticos y económicos de Oriente Medio plantean nuevos retos al concreto bombeado ya que el negocio de la construcción en los Emiratos Árabes Unidos es complejo. Los edificios más espectaculares que se están construyendo están basados en ingenierías extraordinarias. Los retos que se deben solucionar son únicos y exigen soluciones innovadoras. Así, la torre Burj Dubai es la construcción independiente más elevada, que incluso supera a las torres Taipei 101 y CN Tower de Toronto. Un edificio de estas características exigía un concepto innovador para solucionar algunos problemas. En el caso del Burj Dubai, la mayor dificultad consistía en bombear la mezcla de concreto a alturas de vértigo. La altura definitiva del edificio con más de 160 plantas es de cerca de 800 m. Para el núcleo de la construcción de esta torre hubo que colar cerca de 170.000 m³ de concreto con una resistencia a compresión de 80 N/mm². En las bombas de concreto, la mezcla de concreto se presiona con dos pistones por la tubería hasta el punto de descarga. La enorme presión ejercida por los pistones sobre el concreto dentro de la tubería con estas alturas record, así como el peso propio del concreto, dejan al descubierto cualquier insuficiencia del diseño de la mezcla, la que podría originar que el agua exudara por los espacios intermedios entre los granos de arena, y de los componentes de los agregados, de modo que en la tubería se formara un bloqueo seco. El aditivo hizo posible adaptar con exactitud las mezclas de concreto para suministrarlas continuamente con calidad industrial y a la altura exigida. Según Unimix, el proveedor de concreto premezclado para ese proyecto, normalmente se puede mantener el tiempo de trabajabilidad o bien la elevada resistencia inicial, pero rara vez ambos cosas. El Hyperplasticiser, un fluidificante de BASF diseñado especialmente para cumplir los requisitos del Burj Dubai, hizo posible que Unimix alcanzara una resistencia de 100 N/mm2 con un valor de la relación A/C de 0,27 (es decir, un elevado contenido de cemento). Las reducidas presiones de bombeo fueron el resultado de una reología del concreto controlado por polímeros que se creó como aplicación de nanotecnología en un desarrollo exclusivo de BASF. Así, en el Burj Dubai, con ayuda de la nanotecnología se han podido compaginar por primera vez requisitos especiales críticos del proyecto, en condiciones extremas. Como los aditivos de concreto seguirán contribuyendo al avance de la tecnología del concreto en la construcción residencial, el conocimiento permite desarrollar mezclas adaptadas a los requisitos de cada obra y rendimientos de bombeo a alturas cada vez mayores sin perder calidad. c

Referencias:
Rusell Dickson, Newcrete Products, EE.UU, Andrea Schokker, University of Minnesota Duluth, EE.UU.
Ian Berrie und Roy Jones, BASF Construction Chemicals (UK) Limited, Reino Unido.

Jon Baumgartner, BASF Construction Chemicals UAE LLC, Emiratos Arabes Unidos.
Planta de Hormigón Internacional, 5, 2008, y 1, 2009.

 

 

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