Sin embargo, no sólo eso influye negativamente en la ejecución de la obra, sino también los daños causados por el mal uso de vibradores que afectan el buen desarrollo de las propiedades del concreto endurecido y su compactado en la estructura.

Este cambio en la calidad del concreto colocado afecta de diversas formas las construcciones:

• Modifica el comportamiento estructural del elemento fabricado con concreto, provocando un cambio en su desempeño al variar las propiedades mecánicas en diferentes secciones de elementos estructurales tales como columnas, trabes y losas.

Entre el concreto premezclado que producen las empresas y el concreto que queda colocado en el elemento de la obra, frecuentemente existe una variación de la calidad debida a las deficiencias en las prácticas constructivas que modifican negativamente el comportamiento del material

• Afecta la durabilidad de la estructura al presentar segregación del concreto por mala colocación, derivando en concentración de finos en la superficie del elemento y favoreciendo la presencia de fisuras por contracción que permiten la penetración de agentes agresivos para el concreto y el acero de refuerzo; estos agentes afectan la durabilidad del elemento. Las oquedades por mala colocación generan cambios en la sec-ción, menor adherencia con el acero de refuerzo y exposición del mismo, así como mayor permeabilidad.

Estos problemas son ocasionados por la deficiencia en la calidad de la mano de obra en la colocación y el vibrado del concreto, la falta de supervisión y la escasa trabajabilidad de algunas mezclas de concreto.

Los nuevos avances en la tecnología del concreto han permitido colocar en el mercado el concreto autocompactable. En éste se garantiza que las propiedades del material en estado fresco permitirán que el concreto que se coloque en la estructura tendrá un acomodo homogéneo y quedará adecuadamente consolidado, evitando así los costos por demoliciones, reparaciones y retrasos ocasionados por una mala consolidación del concreto.

Durante años, las dos principales características evaluadas al concreto en la obra han sido:

• El revenimiento, para el concreto en estado fresco, y
• La resistencia a la compresión, para el concreto endurecido.

Hoy día, la resistencia a compresión es el requisito mínimo que el concreto cumple, a pesar de lo cual no es un indicativo directo de la calidad del mismo ni del óptimo desempeño que tendrá en la estructura a través del tiempo.

El revenimiento es, hasta ahora, la propiedad del concreto con que se busca correlacionar la facilidad de colocación del material y la correcta consolidación en la estructura. Sin embargo, esta característica no ha ga-rantizado la homogeneidad y consolidación del concreto en la estructura debido a que en el proceso de colocación interviene la mano de obra.

Por otro lado, las filosofías actuales de diseño sismo resistente, en su afán de lograr estructuras con alta ductilidad, han generado elementos congestionados de acero en aquellas zonas en las que se requiere que la estructura disipe energía por deformaciones inelásticas, y es precisamente en éstas donde se requiere que el concreto tenga una adecuada colocación, pero debido a la gran cantidad de acero de refuerzo, es en donde se presentan frecuentes problemas de colocación.

El concreto autocompactable es el resultado de una tecnología que ha logrado por primera vez que una propiedad del concreto en estado fresco permita garantizar la correcta compactación y consolidación del material directamente en el elemento estructural. Esta propiedad es su capacidad de autocompactación.

De esta forma se logran conectar las propiedades del concreto en estado fresco con el desempeño del elemento de concreto en estado endurecido, debido a la homogeneidad en el comportamiento mecánico y la durabilidad del concreto colocado en la estructura.

¿Qué es el concreto autocompactable?
El concreto autocompactable se define como “aquel que tiene la propiedad de consolidarse bajo su propio peso sin necesidad de vibrado, aun en elementos estrechos y densamente armados”.
Este concreto pertenece a la familia de los concretos de alto desempeño y tiene la propiedad de fluir sin segregación, autocompactándose por sí solo, asegurando así la continuidad del concreto endurecido.

Ventajas
Una de las ventajas más importantes de este concreto es la uniformidad estructural que puede lograrse sin que el proceso de colocación tenga un efecto negativo, como sucede con el concreto convencional, en el que a pesar de un alto revenimiento no se puede garantizar que fluya por el armado si no se asegura la consolidación por medios mecánicos.

Ventajas para el constructor

• Buen desempeño mecánico y de durabilidad de los elementos y las estructuras.
• Elementos de concreto sin oquedades internas, ni agrietamientos que permitan el acceso de agentes nocivos para el concreto y el acero de refuerzo como son:
• Los cloruros
• Los sulfatos
• El CO 2.
• Se evita la concentración del agregado grueso en zonas mal vibradas (panal de abeja).
• Reducción de costos y tiempos asociados con la colocación y el vibrado.
• Reducción de herramientas y equipo necesarios para la colocación.
• Eliminación del ruido provocado por el uso de vibradores durante el proceso de colocación.
• Reducción de los tiempos de ejecución de la obra.

Ventajas para el trabajador de la construcción

• Disminución de los problemas auditivos.
• Reducción del riesgo de caídas al eliminar la necesidad de vibrado.
• Mayor facilidad y, por ende, menor esfuerzo para trabajarlo.

Ventajas para el dueño
• Reducción de los costos de mantenimiento y reparaciones.
• Garantía de comportamiento estructural y de durabilidad de su edificación.
• Mejores acabados.
• Reducción de costos de ejecución.

Nuevos conceptos
Los conceptos que hasta hoy son útiles para definir la calidad del concreto, como son la relación agua / cemento, la relación grava / arena y el revenimiento, no son aplicables en el caso del concreto autocompactable, ya que para el manejo de esta tecnología se establecieron en el diseño
de la mezcla otros parámetros que permiten controlar las características del comportamiento deseado. Son los siguientes:

Relación agua / finos
Se establece la relación entre el contenido de agua y el contenido de finos menores que la malla núm. 100. De acuerdo con el comportamiento de mezclas realizadas en los laboratorios, se recomienda que esta relación quede
ubicada entre 0.30 y 0.35. Esta relación considera como finos a todas los materiales y partículas con tamaño menor a la malla núm. 100, incluyendo el cemento y las partículas de los agregados que pasan dicha malla.
El contenido de estos finos recomendado para el concreto autocompactable se ubica entre los 450 y 650 kg /m 3 . En éstos queda incluido el uso de materiales puzolánicos como el fly ash y la microsílice.
Grava / arena
Esta relación debe estar entre 0.72 y 0.80, significando esto que el concreto autocompactable lleva una mayor cantidad de arena que un concreto convencional, y es esta relación, combinada con el contenido de finos, lo
que define el efecto de autocompactación.
Este concreto debe cumplir con ciertas características:
• Elevada fluidez.
• Alta viscosidad
De tal manera que al ser descargado se extienda por sí solo. Estas propiedades no provocan ni segregación del agregado grueso, ni sangrado, garantizando así que el concreto colocado mantenga la homogeneidad.

Coeficiente de forma del agregado grueso 1
El coeficiente de forma del agregado grueso es un factor que influye en el comportamiento del concreto en estado plástico, por lo que es preferible el uso de agregado grueso que no contenga partículas planas y alargadas.
Es conveniente que el coeficiente de forma del agregado grueso sea mayor o igual a 0.20.
El tamaño máximo nominal del agregado grueso recomendado se encuentra entre 3/8” y 1/2”. Tanto la grava como la arena pueden ser cribados o bien producto de trituración.

Evaluación del concreto en estado fresco
Uno de los aspectos importantes es la evaluación en el punto de descarga en la obra, por lo que las preguntas acerca de cómo garantizar que el concreto no dejará grandes oquedades y cómo saber que se mantendrá homogéneo sin segregación quedan con respuesta al evaluar el efecto de autocompactación mediante la realización de una prueba muy simple que es la DIN 1048 o mesa de extensibilidad.
Esta es una prueba normalizada en Alemania, que tiene las siguientes características:

Equipo formado por
• Un cono truncado de material no absorbente, sin deformaciones, de 20 cm de diámetro inferior y 13 cm de diámetro superior, con 20 cm de altura.
• La mesa armada con dos placas del mismo material del cono de 70 x 70 cm de lado. Éstas se encuentran unidas por uno de los lados con un dispositivo (bisagra) que permite modificar el ángulo de unión entre ellas.
• Un pisón de madera.

Desarrollo de la prueba
El cono se llena en dos capas de igual volumen, consolidando cada capa con el pisón, levantando el cono al terminar el enrasado de la segunda capa. Posteriormente se miden dos diámetros perpendiculares entre
sí, y se procede a levantar la placa superior sobre la que descansa el concreto, dejándola caer desde una altura de 4 cm en 15 ocasiones durante 15 segundos sobre la placa inferior. La mesa de extensibilidad sirve para evaluar la capacidad del concreto para extenderse bajo su propio peso y es un indicativo de si el concreto puede colocarse sin necesidad de vibrado, es decir, si tiene la suficiente fluidez para garantizar el paso del concreto por las barras de acero de refuerzo sin dejar oquedades. Se encontró que valores de extensibilidad entre 60 y 70 cm cumplen con el comportamiento
deseado.

Debido a la elevada fluidez del concreto autocompactable, para la realización de esta prueba se han incorporado unos cambios para su evaluación en el presente estudio:

• El primer cambio es que no se ha llenado en dos capas el cono, sino solamente en una capa.
• El segundo cambio es que en ninguna de las capas se ha utilizado el pisón de madera para compactar el material.

Características mecánicas
Toda vez que las propiedades del concreto en estado fresco han cubierto las especificaciones indicadas, el punto más relevante lo constituye el definir el comportamiento del concreto en estado endurecido a partir de
esas propiedades.
A continuación se presentan los resultados obtenidos con mezclas de concreto diseñadas a partir de:
• La extensibilidad
• El contenido de finos
• Las relaciones de grava y finos

Desarrollo del experimento para la validación de la propuesta tecnológica del concreto autocompactable.

Diseño de la mezcla
En esta investigación se compara el comportamiento del concreto autocompactable en relación con el comportamiento del concreto convencional que se encuentra identificado como concreto testigo.
El concreto testigo quedó identificado como aquel que se ha venido utilizando por años y que cuenta con alto potencial para ser colocado en la obra por el método de bombeo; esto es importante ya que en ese tipo de concreto tradicional tenemos también un mayor contenido de finos que en un concreto que es colocado de la descarga directa de la olla.
Para poder distinguir en el comportamiento del concreto autocompactable el efecto que los diferentes agregados serían capaces de producir, en el desarrollo de la investigación se utilizaron dos diferentes tipos de agregados, por un lado agregados de origen andesítico y por el otro agregados de origen calizo.

Materias primas utilizados en la elaboración de las mezclas

Cemento
• Cemento portland combinado 3 .
Este cemento tiene una resistencia a compresión

Agua
El contenido unitario de agua se dejó libre de forma tal que el concreto demande la cantidad que pueda requerir para dar la extensibilidad y / o el revenimiento que se ha marcado para tener el concreto autocompactable.
En cualquier caso, el contenido de agua no excedió de
• 220 l/m 3

Relaciones utilizadas en el diseño de la mezcla
• Agua / finos: 0.31
• Grava / arena: 0.72

Aditivos
Para la elaboración del concreto convencional se utilizó un aditivo tipo “A”, de acuerdo con ASTM C 494. Para el concreto autocompactable se utilizó un aditivo tipo “G”, también de acuerdo con la clasificación AST C 494.

Desempeño del concreto
En estado fresco
• Extensibilidad: 65 cm
• Revenimiento: 20 cm

Evaluaciones a realizar en el concreto en estado fresco
• Extensibilidad
• Revenimiento
• Masa volumétrica y contenido de aire
• Aspecto
• Cohesividad
• Sangrado

Mediciones a realizar durante el desarrollo del colado y las pruebas
• Temperatura del concreto fresco
• Demanda de agua en l / m 3
• Temperatura ambiente
• Humedad relativa
• Relación a / c
• Relación a / finos
• Relación a / a

Evaluaciones a realizar en el concreto en estado endurecido
• Resistencia a la compresión: 1 día, 3 días, 7 días y 28 días
• Resistencia a la flexión: 28 días
• Módulo de elasticidad: 28 días
• Contracción por secado: 28 días y 56 días

Logística de desarrollo de las pruebas
La realización de todas y cada una de las mezclas tuvo lugar en una planta de concreto premezclado, y para cada una de ellas se produjeron dos metros cúbicos de concreto, de los cuales se tomaron las muestras para las diversas pruebas.

Resultados
En estado fresco
El diseño de las mezclas de concreto autocompactable se realizó con el objetivo de mantener fijos dos parámetros:
• El contenido de aditivo con relación al contenido
de finos de la mezcla.
• La extensibilidad inicial del concreto igual 65 ± 5 cm.
El fijar el contenido de aditivo inicial y marcarlo como un dato de entrada y no como un valor de respuesta en las mezclas fue modificando en diferentes proporciones la demanda de agua para poder tener el efecto de autocompactabilidad deseado. El realizar modificaciones a la cantidad original de agua provocó una demanda superior a la especificada originalmente, esta modificación se vio reflejada en importantes problemas de segregación en el concreto.

No en todos los agregados se presentó el fenó-meno en la misma magnitud, y así, finalmente, los agregados que tuvieron un mejor desempeño fueron los de ori-gen andesítico, seguidos de los de origen calizo. En las siguientes fotografías se aprecia el comportamiento del concreto en estado fresco para los diferentes tipos de agregados.

Concreto en estado endurecido
En el estado actual de resultados, entre los que reportan mayor interés se encuentran los descritos en las gráficas siguientes:
En la figura 3 se muestra la eficiencia que el cemento presentó en los diferentes concretos. En esta gráfica se observa que entre el concreto convencional y el auto-compactable existe una diferencia atribuible a la modificación en el diseño de la mezcla.

En la tecnología del concreto actual, uno de los factores por los cuales el uso de finos en las mezclas de concreto estructural está altamente contraindicado es la contracción por secado que éstos pueden provocar en el concreto al generar mayor demanda de agua y / o aditivos.
En el presente estudio, la evaluación giró en torno a la comparación de un concreto autocompactable como el que puede ser comercializado en cualquier tipo de elementos y un concreto convencional que básicamente es evaluado y solicitado por su resistencia a compresión.

De acuerdo con los resultados obtenidos mostrados en la figura 4, se observa que el concreto autocompactable a la edad de 7 días de curado en el cuarto de secado muestra una tendencia muy similar a la del concreto convencional.
En la figura 5 se muestran los resultados de la prueba de absorción comparativos entre el concreto convencional y el concreto autocompactable. En estas gráficas se observa que el desempeño del concreto autocompactable es muy similar al del concreto convencional.
En la figura 6 se muestra el desempeño del valor de la constante K para el módulo de elasticidad. En lo es-pecífico, en esta prueba se evaluó el comportamiento del concreto convencional y del concreto autocompactable, tanto para grava de 10 mm como para grava de 199 mm, esto con el propósito de verificar la alteración que el cambio en la relación grava / arena y / o agua / cemento podría provocar en el desempeño del concreto.

En general, de estas gráficas podemos describir lo siguiente:
• Las mezclas testigo reportan una mayor eficiencia del cemento que las mezclas de concreto autocompactable.
• En lo referente al agregado, la mayor eficiencia se observa en el agregado de origen calizo.
• Dentro del comportamiento mecánico de la mezcla, el valor de la resistencia a compresión no representó un reto importante debido al alto contenido de finos.
Sin embargo, debido a lo mismo, los dos valores de mayor relevancia son el valor de la contracción por secado y el del módulo de elasticidad.
• El comportamiento del módulo de elasticidad indica una disminución en el nivel alcanzado. Sin embargo, ese nivel es suficiente para poder garantizar, tanto en concreto convencional como en concreto estructural, un comportamiento adecuado a lo que el reglamento de las construcciones especifica en sus Normas

Técnicas Complementarias para concretos clase uno y clase dos.
Conclusiones
1. La tecnología para producir concreto autocompactable es accesible y alcanzable.
2. Se obtiene concreto mucho más homogéneo y durable.
3. El exceso de finos no incrementa la tendencia a la contracción por secado.
4. Se obtiene un producto muy trabajable y amigable al constructor que es fácil de colocar, elimina retrabajo y actividades que generan costo y son fuente de errores.
5. Produce acabados más tersos y sin huecos.
6. No hay segregación, es fácil de bombear y llena bien las cimbras.
7. Otras características como el módulo de elasticidad y la relación resistencia a compresión / tensión por flexión se modifican, por lo que es importante conocerlas para que los especificadores y calculistas las apliquen en sus diseños y haya concordancia entre el diseño y la realidad estructural final.