Concreto autocompactado - Posibilidades del Concreto

PREMEZCLADOS

Concreto Autocompactado

Desde el punto de vista reológico el concreto fresco es, en general, un material complejo. No hoy pronósticos fiables sobre la resistencia a la fluidez de un concreto con relación a su composición. No sólo agua y cantidad de cemento tienen influencia sobre la resistencia a la fluidez. También modificaciones en la composición granulométrica de los agregados pueden conducir a una desviación en el comportamiento reológico. En concreto autocompactado las cuestiones aún son más complicadas, debido a que hay que adicionar aditivos de fluidez para alcanzar la capacidad de procesamiento deseado. Se han hecho estudios para determinar las propiedades del concreto autocompactado desde el punto de visto reológico. Sin embargo, quedó demostrado que las propiedades reológicas dependen de los materiales empleados y que el concreto autocompactado que se produce en el mundo siempre será diferente. Además, se han dejado de lado en muchos estudios, las propiedades relacionadas con el tiempo, debido a que en el concreto autocompactado —colocado en general— puede generarse tixotropía y la capacidad de procesamiento se pierde relativamente rápido.

Se puede definir como tixotropía el incremento reversible de la viscosidad, cuando el material está en estado de reposo. Se requiere energía en mayor medida para destruir la estructura del material cuando se mueve nuevamente. Si hay movimiento durante el tiempo suficiente para destruir toda la tixotropía, se logra el estado de equilibrio. Sin embargo, este estado de equilibrio no se mantiene constante. En función de la pérdida de capacidad de procesamiento el concreto se sedimenta y finalmente fragua, de manera que se convierte de un material líquido en un material viscoelástico.
En este proyecto de investigación fueron estudiadas las propiedades reológicas del concreto autocompactado en Bélgica, para determinar qué parámetros tienen una influencia positiva sobre la resistencia a la fluidez del concreto autocompactado, en donde se consideraron los criterios para alcanzar una resistencia, y resistencia al envejecimiento suficientes. Los resultados fueron sorprendentes debido a que ciertas mezclas de concreto autocompactado presentaron un comportamiento retardante, lo que significó que, para el incremento del factor de fluidez, se necesita más energía que la que había sido derivada de un modelo de material lineal. Este comportamiento no se determina con frecuencia, pero en algunas partes de Francia, Alemania y los Países Bajos los científicos vieron fenómenos similares.
Las propiedades reológicas del concreto autocampactado 'belga' se estudiaron con ayuda de dos reómetros diferentes. Ambos reómetros se basan en el principio del flujo entre cilindros coaxiales y suministran —tras una transformación matemática— resultados sobre la tensión de cortante del fluido con relación a la velocidad de cortante. Durante el flujo de un material a través de la tubería, la tensión de cortante se encuentra en relación a la presión aplicada y la velocidad de cortante en relación a la distribución de la velocidad y el vaciado. Para mantener los parámetros reológicos, cada prueba fue ejecutada en estado de equilibrio, lo que significó que lo tixotrópico pudo ser destruido. En total fueron probados en uno de los reómetros más de 60 mezclas diferentes con concreto autocompactado —una vez a los 15 minutos, a los 30 minutos, o los 60, 90, 120 y hasta 150 minutos— para determinar si la capacidad de procesamiento es demasiado larga con los diferentes tiempos. De estos resultados se pueden definir parámetros como límite de elasticidad, 'velocidad' y el incremento de la viscosidad con la velocidad de cortante así como su desarrollo con relación al factor tiempo.

Referencia: Dimitrí Feys, Ronny Verhoeven and Geert De Schutter. Universitat Gent, Bélgica. PHI, Planta de Hormigón Internacional, feb 2007.

PREFABRICADOS

Fibras para prefabricados

Se está promoviendo en Europa la normalización y reglamentación de concretos con fibras. En 2001 fue publicado en Alemania Concreto con fibras de acero, documento determinante para las homologaciones generales de supervisión de obras y que representa una aprobación en cada caso individual. En 2002 apareció la directiva Concreto de fibras que regula la aplicación de concreto con fibras de acero así como el empleo con fibras de polipropileno para la protección contra incendios y mejora del comportamiento de la contracción. En Alemania se hace notable el camino del concreto con fibras de acero como un material de construcción que sólo se empleaba para componentes puramente constructivos a elementos constructivos portantes. La creciente seriedad de las fibras como refuerzo se promueve en Alemania a través de los requisitos del Instituto Alemán para Técnica de Construcción para homologaciones de fibras. Antes, se tenía que demostrar que la adición de fibras no dañaba al concreto. En las homologaciones actuales se debe demostrar su eficacia, la cual puede ser la reducción de la tendencia a la fisuración por contracción, mejora de propiedades mecánicas del concreto, función como refuerzo estáticamente efectivo y mejora del comportamiento en caso de incendios.

Las fibras de acero se emplean como fibras estáticamente efectivas. Para funcionar en el sentido de una armadura, mediante la adición de fibras se debe alcanzar en la viga de flexión según la hoja informativa DBV, como mínimo una resistencia equivalente a la flexotensión de 1,0 N/mm2. La efectividad de las fibras de acero depende de la relación longitud/diámetro, del anclaje de la fibra y de la resistencia a la tensión. Cuanto más largas y más finas sean las fibras de acero, tanto mejor resultado se obtiene. Esto está limitado por la facilidad a mezclarse de las fibras y la capacidad de procesamiento del concreto con fibras. Con una relación 1/d creciente, son necesarias instalaciones especiales de dosificación en la planta de elementos prefabricados.
Las fibras de acero sólo son un componente del concreto. La misma dosificación de una fibra idéntica conduce a composiciones de concreto diferentes o resultados distintos. Si uno observa, por ejemplo, 105 resultados de un tipo de fibra de 50 mm de longitud y 1,0 mm de diámetro, se comprueba que con la misma dosificación se alcanzan valores que superan el doble. Si se representan los resultados como porcentaje de la resistencia a la flexotensión, se puede comprobar que los 105 concretos empleados daban resultados diferentes y que el efecto puro de la fibra representado como porcentaje de la resistencia a la flexotensión siempre se encontraba igual a 40-47% Para producir un concreto con fibras de acero efectivo es necesaria una fórmula adaptada. La resistencia o la tensión de la fibra de acero debe estar ajustada en cada caso a la calidad del concreto. Para alcanzar un comportamiento de material dúctil los ganchos finales de las fibras de acero deben ser doblados hacia fuera y estirados.
Ensayos con concreto para la fabricación de dovelas conjuntamente con Hochtief Consults Materials han demostrado que ante resistencias más elevadas del concreto, con el empleo de diámetros más gruesos de fibras con una dosificación aproximada de 20 % más elevado, se alcanzaban resistencias equivalentes a la flexotensión. Por esta razón no fue necesario incrementar tanto el contenido de fibras de 0,8 mm de diámetro para alcanzar la misma cantidad con fibras de diámetro 1,0 mm. La mayor rigidez de las fibras individuales más gruesas se alcanzo con el empleo de concreto de alta calidad.

Concreto con fibras de acero en la práctica
En función del comportamiento del material de concreto y fibras de acero no es posible una limitación de ancho de fisuras sólo por el empleo de fibras de acero con contenidos de fibra habituales. De ello resulta que no se puede obtener la comprobación de una falla dúctil de piezas, y que la fuerza que se libera durante la formación de fisuras puede ser absorbida por la armadura de fibras. En el concreto con fibras de acero son necesarias las observaciones del sistema constructivo. En placas de cimentación por ejemplo, ayuda el efecto de elasticidad del suelo para alcanzar un estado de equilibrio durante la flexión. En muros o pozos de túneles, la fuerza normal adicional ayudo o garantizar una zona de compresión definida y de este modo impedir una falla por fragilidad del elemento.
En el área de la producción de elementos prefabricados, el futuro del material de construcción se aplicara en el refuerzo combinado. Con ayuda del refuerzo armadura habitual, se puede emplear el concreto con fibras de acero por ejemplo para calcular el ancho de fisura. Debido a la atenuación de la resistencia efectiva a la tensión del concreto por la resistencia a la tensión después de la fisuración del concreto con fibras de acero, en caso de esfuerzo axial se pueden ahorrar más del 40% de la armadura para la limitación del ancho de fisuras. Un ejemplo son las vigas de unión pretensadas prefabricadas de concreto vibrado de la empresa Rekers Betonwerk GmbH & Co. KG en Spelle. La armadura en estribo de estas vigas prefabricadas fue sustituida ampliamente por una dosificación de una fibra de acero de rigidez media. Para el almacén central de IKEA en Dortmund fue lograda una aprobación en un caso individual de manera que ahora se instalan aproximadamente 780 vigas de unión prefabricadas con una longitud de aproximadamente 20 m.

Referencia: Markus Schulz, KrampeHarex GmbH & Co. KG., Planta de Hormigón Internacional Febrero 2007.

MORTEROS

La producción de arenas para mortero seco 1a parte.

Desde que se inventó el mortero seco a mediados de los años treinta en los Estados Unidos, este material ha adquirido gran popularidad. En los últimos 15 años ha habido un incremento particularmente fuerte en el uso del mortero seco. Además, las formulaciones de las mezclas se han mejorado constantemente, de modo que hoy puede disponerse de un tipo especial de mortero seco para casi cualquier aplicación de construcción. El rango de productos se extiende desde mortero para mampostería, pasando por mortero para barrera contra humedad, hasta morteros para muros coloreados y aislantes contra el calor.
La manufactura de morteros genera demandas particulares no sólo en los agentes aglomerantes y los aditivos, sino también en el análisis de malla de la arena. Si no se dispone de arena natural en cantidades suficientes, generalmente se usa arena de piedra triturada de roca ligera y moderadamente abrasiva. Las rocas de un color naturalmente claro —por ejemplo mármol blanco puro— son las preferidas. Se da tanta importancia a este criterio que se emplean sistemas de clasificación óptica a fin de remover cualesquiera partículas grises de roca. Durante la manufactura de estucos, esto minimiza la necesidad de colorantes incrementa la brillantez y la saturación de color. Además, se usan piedra caliza amarilla y gris, dolomita, anhidrita y yeso. La razón de la preferencia por la roca menos abrasiva, es decir, relativamente blanda, es la gran cantidad de energía requerida y el costo de producir las arenas de piedra triturada.

Calidad del producto
El alcanzar la calidad requerida involucra más que triturar la roca y eliminar por cribado los tamaños más grandes. De hecho, es necesario separar la roca triturada en fracciones por tamaño, las que subsecuentemente tienen que ser combinadas para formar un producto que se ajuste a una curva de granulometría definida. Las fracciones de tamaño de las partículas preferidas para este propósito están en el rango de 0.09 a 1.25 mm; en raros casos de hasta 2 mm. Resulta obvio que algunas cuantas fracciones de tamaño de las partículas serán producidas en grandes cantidades, mientras que se obtendrán sólo pequeñas cantidades de otras fracciones. Por lo tanto, la logística del sistema consiste en diseñar la planta de modo que los tamaños de partículas que estén fuera de las especificaciones sean procesados todavía más para reforzar las cantidades disponibles de las fracciones de tamaño que están subrepresentadas. A fin de lograr este objetivo, la selección correcta del sistema de trituración es de importancia decisiva.

Selección del sistema de trituración
Para la producción de arena de piedra triturada, generalmente se elige uno de los siguientes tres sistemas de trituración:
• Molino por impacto reversible con una entrada central y larga trayectoria del martillo.
• Molino de martillo con parrilla de barras.
• Molino por impacto rotativo con eje vertical.
Cada uno de estos sistemas presenta ventajas y desventajas a considerar. La ventaja de un molino por impacto reversible es que puede procesar un rango de tamaños de partículas de alimentación de hasta 120 mm. Sin embargo, produce un porcentaje más bien bajo de la fracción útil del tamaño de las partículas 0–1.25 mm. Como consecuencia, el sistema tiene que manejar una carga recirculante grande. Esto, a su vez demanda máquinas de capacidad más alta en la corriente del molino. Sin embargo, su desventaja más grande es que resulta difícil procesar económicamente el rango de tamaños de partículas fuera de la especificación de 1.25 mm a 4 mm.
Referencia: ZKG International, núm. 9, 2007, (Vol. 60).

TUBOS

La norma australiana para tubos de concreto

Las normas australianas buscan definir las condiciones en las cuales las estructuras de concreto determinarán la vida de servicio que se requiere sin la necesidad de mantenimiento excesivo. La Norma para tubos de concreto, AS 4058 Tubos de concreto prefabricado, con presión y sin presión, no es la excepción; identifica situaciones potencialmente peligrosas y determina límites para las concentraciones de agentes agresivos, junto con especificaciones para el recubrimiento, para dar la vida de servicio típica requerida de 100 años como mínimo. Los códigos para estructuras de concreto más generales —AS 3600 y AS 5100.5— incluyen especificaciones de durabilidad, de modo que surge la pregunta sobre si éstas son relevantes para los tubos de concreto.

Especificaciones de durabilidad en AS 4058
Los ambientes considerados con el potencial para reducir la vida de servicio de los tubos de concreto se dividen en dos categorías: aquellos que representan una amenaza para el concreto, y aquellos para los cuales la preocupación es principalmente el efecto sobre el refuerzo de acero. Los primeros están identificados como sulfato, ácido y dióxido de carbono disueltos en agua. La severidad de la condición depende de la movilidad del agua en contacto con la superficie de concreto y las concentraciones de contaminantes agresivos en el agua. Para el sulfato tiene mayor influencia el tipo de cemento. Se proveen guías para los límites de concentración de los agentes agresivos, en donde se han adaptado recubrimientos especificados en otra parte de la Norma.
La exposición marina más común de los tubos de concreto ocurre en líneas de drenaje bajo tierra sometidas a flujo de las mareas. Se especifican recubrimientos para este ambiente y también para las más severas condiciones de exposición al rociado de sal, o el mojado y secado prolongados por las aguas marinas.
Se aplica un límite de absorción de 6.5% para todas las situaciones en donde hay un agente agresivo reconocido en el medio ambiente y hay que adoptar pautas para la durabilidad, estableciendo una norma mínima para la calidad del concreto. Los procesos de fabricación de Australia para tubos de concreto producen concreto con una absorción menor que 6.0% y resistencia característica que está muy por encima de 50 MPa.
Debido a las condiciones similares de servicio se ha adoptado el formato de las disposiciones de durabilidad en el AS 4058 (aunque con algunas diferencias de detalle), en el AS 4139 Tubos de concreto reforzado con fibras y accesorios y el AS 4198 Cámaras de acceso de concreto reforzado para aplicaciones de alcantarillado.

AS 3600 y AS 5100
Los requisitos de durabilidad de AS 3600 se aplican a estructuras y miembros de concreto simple, reforzado, y presforzado con una vida de diseño de 40 a 60 años (Cláusula 4.1). El AS 5100 se aplica a la construcción de puentes y su vida de diseño es de 100 años (AS 5100.1, Cláusula 6.2). Tanto el AS 3600 como el AS 5100.5 utilizan los mismos formatos para clasificar las condiciones de exposición y relacionan éstas con los recubrimientos mínimos al refuerzo. La diferencia entre las dos normas tiene que ver con más recubrimiento de concreto según AS5100.5, evidentemente para proveer una vida de diseño más larga. El AS 3600 apareció en 1988, mucho antes que el AS 1500.5 (2004) y las disposiciones de durabilidad en el AS 5100 se derivan obviamente del AS 3600.
Para los ambientes definidos en estas normas, hay divisiones básicas por encima y por debajo del suelo y la probabilidad de exposición a sales disueltas o transportadas por el aire. Para aquellos ambientes no relacionados con la sal, las descripciones se refieren al clima, proximidad de la industria, suelos no agresivos y agua dulce. Los suelos agresivos caen en la categoría U, para la cual no hay una especificación asociada para la calidad del concreto o la profundidad del recubrimiento.

Referencia: Concrete in Australia, june-august, 2006. El autor es el dr. Norwood Harrison, Gerente de Soporte Técnico (Humes), Rinker Australia y miembro del Comité Técnico para la Asociación de Tubos de Concreto de Australia.

• Concreto Autocompactado • Fibras para prefabricados 1a parte • La producción de arenas para mortero seco 1era parte • La norma australiana para tubos de concreto 1a parte
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PREMEZCLADOS Concreto Autocompactado Desde el punto de vista reológico el concreto fresco es, en general, un material complejo. No hoy pronósticos fiables sobre la resistencia a la fluidez de un concreto con relación a su composición. No sólo agua y cantidad de cemento tienen influencia sobre la resistencia a la fluidez. También modificaciones en la composición granulométrica de los agregados pueden conducir a una desviación en el comportamiento reológico. En concreto autocompactado las cuestiones aún son más complicadas, debido a que hay que adicionar aditivos de fluidez para alcanzar la capacidad de procesamiento deseado. Se han hecho estudios para determinar las propiedades del concreto autocompactado desde el punto de visto reológico. Sin embargo, quedó demostrado que las propiedades reológicas dependen de los materiales empleados y que el concreto autocompactado que se produce en el mundo siempre será diferente. Además, se han dejado de lado en muchos estudios, las propiedades relacionadas con el tiempo, debido a que en el concreto autocompactado —colocado en general— puede generarse tixotropía y la capacidad de procesamiento se pierde relativamente rápido. Se puede definir como tixotropía el incremento reversible de la viscosidad, cuando el material está en estado de reposo. Se requiere energía en mayor medida para destruir la estructura del material cuando se mueve nuevamente. Si hay movimiento durante el tiempo suficiente para destruir toda la tixotropía, se logra el estado de equilibrio. Sin embargo, este estado de equilibrio no se mantiene constante. En función de la pérdida de capacidad de procesamiento el concreto se sedimenta y finalmente fragua, de manera que se convierte de un material líquido en un material viscoelástico. En este proyecto de investigación fueron estudiadas las propiedades reológicas del concreto autocompactado en Bélgica, para determinar qué parámetros tienen una influencia positiva sobre la resistencia a la fluidez del concreto autocompactado, en donde se consideraron los criterios para alcanzar una resistencia, y resistencia al envejecimiento suficientes. Los resultados fueron sorprendentes debido a que ciertas mezclas de concreto autocompactado presentaron un comportamiento retardante, lo que significó que, para el incremento del factor de fluidez, se necesita más energía que la que había sido derivada de un modelo de material lineal. Este comportamiento no se determina con frecuencia, pero en algunas partes de Francia, Alemania y los Países Bajos los científicos vieron fenómenos similares. Las propiedades reológicas del concreto autocampactado 'belga' se estudiaron con ayuda de dos reómetros diferentes. Ambos reómetros se basan en el principio del flujo entre cilindros coaxiales y suministran —tras una transformación matemática— resultados sobre la tensión de cortante del fluido con relación a la velocidad de cortante. Durante el flujo de un material a través de la tubería, la tensión de cortante se encuentra en relación a la presión aplicada y la velocidad de cortante en relación a la distribución de la velocidad y el vaciado. Para mantener los parámetros reológicos, cada prueba fue ejecutada en estado de equilibrio, lo que significó que lo tixotrópico pudo ser destruido. En total fueron probados en uno de los reómetros más de 60 mezclas diferentes con concreto autocompactado —una vez a los 15 minutos, a los 30 minutos, o los 60, 90, 120 y hasta 150 minutos— para determinar si la capacidad de procesamiento es demasiado larga con los diferentes tiempos. De estos resultados se pueden definir parámetros como límite de elasticidad, 'velocidad' y el incremento de la viscosidad con la velocidad de cortante así como su desarrollo con relación al factor tiempo. Referencia: Dimitrí Feys, Ronny Verhoeven and Geert De Schutter. Universitat Gent, Bélgica. PHI, Planta de Hormigón Internacional, feb 2007. PREFABRICADOS Fibras para prefabricados Se está promoviendo en Europa la normalización y reglamentación de concretos con fibras. En 2001 fue publicado en Alemania Concreto con fibras de acero, documento determinante para las homologaciones generales de supervisión de obras y que representa una aprobación en cada caso individual. En 2002 apareció la directiva Concreto de fibras que regula la aplicación de concreto con fibras de acero así como el empleo con fibras de polipropileno para la protección contra incendios y mejora del comportamiento de la contracción. En Alemania se hace notable el camino del concreto con fibras de acero como un material de construcción que sólo se empleaba para componentes puramente constructivos a elementos constructivos portantes. La creciente seriedad de las fibras como refuerzo se promueve en Alemania a través de los requisitos del Instituto Alemán para Técnica de Construcción para homologaciones de fibras. Antes, se tenía que demostrar que la adición de fibras no dañaba al concreto. En las homologaciones actuales se debe demostrar su eficacia, la cual puede ser la reducción de la tendencia a la fisuración por contracción, mejora de propiedades mecánicas del concreto, función como refuerzo estáticamente efectivo y mejora del comportamiento en caso de incendios. Las fibras de acero se emplean como fibras estáticamente efectivas. Para funcionar en el sentido de una armadura, mediante la adición de fibras se debe alcanzar en la viga de flexión según la hoja informativa DBV, como mínimo una resistencia equivalente a la flexotensión de 1,0 N/mm2. La efectividad de las fibras de acero depende de la relación longitud/diámetro, del anclaje de la fibra y de la resistencia a la tensión. Cuanto más largas y más finas sean las fibras de acero, tanto mejor resultado se obtiene. Esto está limitado por la facilidad a mezclarse de las fibras y la capacidad de procesamiento del concreto con fibras. Con una relación 1/d creciente, son necesarias instalaciones especiales de dosificación en la planta de elementos prefabricados. Las fibras de acero sólo son un componente del concreto. La misma dosificación de una fibra idéntica conduce a composiciones de concreto diferentes o resultados distintos. Si uno observa, por ejemplo, 105 resultados de un tipo de fibra de 50 mm de longitud y 1,0 mm de diámetro, se comprueba que con la misma dosificación se alcanzan valores que superan el doble. Si se representan los resultados como porcentaje de la resistencia a la flexotensión, se puede comprobar que los 105 concretos empleados daban resultados diferentes y que el efecto puro de la fibra representado como porcentaje de la resistencia a la flexotensión siempre se encontraba igual a 40-47% Para producir un concreto con fibras de acero efectivo es necesaria una fórmula adaptada. La resistencia o la tensión de la fibra de acero debe estar ajustada en cada caso a la calidad del concreto. Para alcanzar un comportamiento de material dúctil los ganchos finales de las fibras de acero deben ser doblados hacia fuera y estirados. Ensayos con concreto para la fabricación de dovelas conjuntamente con Hochtief Consults Materials han demostrado que ante resistencias más elevadas del concreto, con el empleo de diámetros más gruesos de fibras con una dosificación aproximada de 20 % más elevado, se alcanzaban resistencias equivalentes a la flexotensión. Por esta razón no fue necesario incrementar tanto el contenido de fibras de 0,8 mm de diámetro para alcanzar la misma cantidad con fibras de diámetro 1,0 mm. La mayor rigidez de las fibras individuales más gruesas se alcanzo con el empleo de concreto de alta calidad. Concreto con fibras de acero en la práctica En función del comportamiento del material de concreto y fibras de acero no es posible una limitación de ancho de fisuras sólo por el empleo de fibras de acero con contenidos de fibra habituales. De ello resulta que no se puede obtener la comprobación de una falla dúctil de piezas, y que la fuerza que se libera durante la formación de fisuras puede ser absorbida por la armadura de fibras. En el concreto con fibras de acero son necesarias las observaciones del sistema constructivo. En placas de cimentación por ejemplo, ayuda el efecto de elasticidad del suelo para alcanzar un estado de equilibrio durante la flexión. En muros o pozos de túneles, la fuerza normal adicional ayudo o garantizar una zona de compresión definida y de este modo impedir una falla por fragilidad del elemento. En el área de la producción de elementos prefabricados, el futuro del material de construcción se aplicara en el refuerzo combinado. Con ayuda del refuerzo armadura habitual, se puede emplear el concreto con fibras de acero por ejemplo para calcular el ancho de fisura. Debido a la atenuación de la resistencia efectiva a la tensión del concreto por la resistencia a la tensión después de la fisuración del concreto con fibras de acero, en caso de esfuerzo axial se pueden ahorrar más del 40% de la armadura para la limitación del ancho de fisuras. Un ejemplo son las vigas de unión pretensadas prefabricadas de concreto vibrado de la empresa Rekers Betonwerk GmbH & Co. KG en Spelle. La armadura en estribo de estas vigas prefabricadas fue sustituida ampliamente por una dosificación de una fibra de acero de rigidez media. Para el almacén central de IKEA en Dortmund fue lograda una aprobación en un caso individual de manera que ahora se instalan aproximadamente 780 vigas de unión prefabricadas con una longitud de aproximadamente 20 m. Referencia: Markus Schulz, KrampeHarex GmbH & Co. KG., Planta de Hormigón Internacional Febrero 2007. MORTEROS La producción de arenas para mortero seco 1a parte. Desde que se inventó el mortero seco a mediados de los años treinta en los Estados Unidos, este material ha adquirido gran popularidad. En los últimos 15 años ha habido un incremento particularmente fuerte en el uso del mortero seco. Además, las formulaciones de las mezclas se han mejorado constantemente, de modo que hoy puede disponerse de un tipo especial de mortero seco para casi cualquier aplicación de construcción. El rango de productos se extiende desde mortero para mampostería, pasando por mortero para barrera contra humedad, hasta morteros para muros coloreados y aislantes contra el calor. La manufactura de morteros genera demandas particulares no sólo en los agentes aglomerantes y los aditivos, sino también en el análisis de malla de la arena. Si no se dispone de arena natural en cantidades suficientes, generalmente se usa arena de piedra triturada de roca ligera y moderadamente abrasiva. Las rocas de un color naturalmente claro —por ejemplo mármol blanco puro— son las preferidas. Se da tanta importancia a este criterio que se emplean sistemas de clasificación óptica a fin de remover cualesquiera partículas grises de roca. Durante la manufactura de estucos, esto minimiza la necesidad de colorantes incrementa la brillantez y la saturación de color. Además, se usan piedra caliza amarilla y gris, dolomita, anhidrita y yeso. La razón de la preferencia por la roca menos abrasiva, es decir, relativamente blanda, es la gran cantidad de energía requerida y el costo de producir las arenas de piedra triturada. Calidad del producto El alcanzar la calidad requerida involucra más que triturar la roca y eliminar por cribado los tamaños más grandes. De hecho, es necesario separar la roca triturada en fracciones por tamaño, las que subsecuentemente tienen que ser combinadas para formar un producto que se ajuste a una curva de granulometría definida. Las fracciones de tamaño de las partículas preferidas para este propósito están en el rango de 0.09 a 1.25 mm; en raros casos de hasta 2 mm. Resulta obvio que algunas cuantas fracciones de tamaño de las partículas serán producidas en grandes cantidades, mientras que se obtendrán sólo pequeñas cantidades de otras fracciones. Por lo tanto, la logística del sistema consiste en diseñar la planta de modo que los tamaños de partículas que estén fuera de las especificaciones sean procesados todavía más para reforzar las cantidades disponibles de las fracciones de tamaño que están subrepresentadas. A fin de lograr este objetivo, la selección correcta del sistema de trituración es de importancia decisiva. Selección del sistema de trituración Para la producción de arena de piedra triturada, generalmente se elige uno de los siguientes tres sistemas de trituración: • Molino por impacto reversible con una entrada central y larga trayectoria del martillo. • Molino de martillo con parrilla de barras. • Molino por impacto rotativo con eje vertical. Cada uno de estos sistemas presenta ventajas y desventajas a considerar. La ventaja de un molino por impacto reversible es que puede procesar un rango de tamaños de partículas de alimentación de hasta 120 mm. Sin embargo, produce un porcentaje más bien bajo de la fracción útil del tamaño de las partículas 0–1.25 mm. Como consecuencia, el sistema tiene que manejar una carga recirculante grande. Esto, a su vez demanda máquinas de capacidad más alta en la corriente del molino. Sin embargo, su desventaja más grande es que resulta difícil procesar económicamente el rango de tamaños de partículas fuera de la especificación de 1.25 mm a 4 mm. Referencia: ZKG International, núm. 9, 2007, (Vol. 60). TUBOS La norma australiana para tubos de concreto Las normas australianas buscan definir las condiciones en las cuales las estructuras de concreto determinarán la vida de servicio que se requiere sin la necesidad de mantenimiento excesivo. La Norma para tubos de concreto, AS 4058 Tubos de concreto prefabricado, con presión y sin presión, no es la excepción; identifica situaciones potencialmente peligrosas y determina límites para las concentraciones de agentes agresivos, junto con especificaciones para el recubrimiento, para dar la vida de servicio típica requerida de 100 años como mínimo. Los códigos para estructuras de concreto más generales —AS 3600 y AS 5100.5— incluyen especificaciones de durabilidad, de modo que surge la pregunta sobre si éstas son relevantes para los tubos de concreto. Especificaciones de durabilidad en AS 4058 Los ambientes considerados con el potencial para reducir la vida de servicio de los tubos de concreto se dividen en dos categorías: aquellos que representan una amenaza para el concreto, y aquellos para los cuales la preocupación es principalmente el efecto sobre el refuerzo de acero. Los primeros están identificados como sulfato, ácido y dióxido de carbono disueltos en agua. La severidad de la condición depende de la movilidad del agua en contacto con la superficie de concreto y las concentraciones de contaminantes agresivos en el agua. Para el sulfato tiene mayor influencia el tipo de cemento. Se proveen guías para los límites de concentración de los agentes agresivos, en donde se han adaptado recubrimientos especificados en otra parte de la Norma. La exposición marina más común de los tubos de concreto ocurre en líneas de drenaje bajo tierra sometidas a flujo de las mareas. Se especifican recubrimientos para este ambiente y también para las más severas condiciones de exposición al rociado de sal, o el mojado y secado prolongados por las aguas marinas. Se aplica un límite de absorción de 6.5% para todas las situaciones en donde hay un agente agresivo reconocido en el medio ambiente y hay que adoptar pautas para la durabilidad, estableciendo una norma mínima para la calidad del concreto. Los procesos de fabricación de Australia para tubos de concreto producen concreto con una absorción menor que 6.0% y resistencia característica que está muy por encima de 50 MPa. Debido a las condiciones similares de servicio se ha adoptado el formato de las disposiciones de durabilidad en el AS 4058 (aunque con algunas diferencias de detalle), en el AS 4139 Tubos de concreto reforzado con fibras y accesorios y el AS 4198 Cámaras de acceso de concreto reforzado para aplicaciones de alcantarillado. AS 3600 y AS 5100 Los requisitos de durabilidad de AS 3600 se aplican a estructuras y miembros de concreto simple, reforzado, y presforzado con una vida de diseño de 40 a 60 años (Cláusula 4.1). El AS 5100 se aplica a la construcción de puentes y su vida de diseño es de 100 años (AS 5100.1, Cláusula 6.2). Tanto el AS 3600 como el AS 5100.5 utilizan los mismos formatos para clasificar las condiciones de exposición y relacionan éstas con los recubrimientos mínimos al refuerzo. La diferencia entre las dos normas tiene que ver con más recubrimiento de concreto según AS5100.5, evidentemente para proveer una vida de diseño más larga. El AS 3600 apareció en 1988, mucho antes que el AS 1500.5 (2004) y las disposiciones de durabilidad en el AS 5100 se derivan obviamente del AS 3600. Para los ambientes definidos en estas normas, hay divisiones básicas por encima y por debajo del suelo y la probabilidad de exposición a sales disueltas o transportadas por el aire. Para aquellos ambientes no relacionados con la sal, las descripciones se refieren al clima, proximidad de la industria, suelos no agresivos y agua dulce. Los suelos agresivos caen en la categoría U, para la cual no hay una especificación asociada para la calidad del concreto o la profundidad del recubrimiento. Referencia: Concrete in Australia, june-august, 2006. El autor es el dr. Norwood Harrison, Gerente de Soporte Técnico (Humes), Rinker Australia y miembro del Comité Técnico para la Asociación de Tubos de Concreto de Australia.