EL CONCRETO EN LA INDUSTRIA DEL CURTIDO

Prevención de daños en estructuras expuestas a agentes corrosivos

Arquitecto Jorge Patiño Guajardo**

PRESENTACIÓN:

El concreto es el material aconsejado aquí para las edificaciones y la planta de tratamiento destinadas a la reubicación de la industria del curtido en la ciudad de León. Dada la presencia de agentes corrosivos que pueden provocar daños futuros en las estructuras, el estudio señala las medidas preventivas que deben tomarse al diseñar las mezclas.

 El sistema de curtido preferido por la industria curtidora del Bajío es el denominado curtido mineral o al cromo, en virud de que utiliza en su formulación sales de cromo. Lo emplean 73 por ciento de las empresas. El sistema de curtido vegetal, que trabaja con materias primas de origen natural tales como mimosa, acacia, quebracho, cañagria, etcétera, se utiliza en 23 por ciento de las empresas.

 El proyecto Condominio Industrial León ha considerado conveniente que el agua tratada sea reusada en los procesos de curtiduría; tomando en cuenta la obligatoriedad de tratar las aguas de desecho y la rigidez de las nuevas normas de descarga, la reutilización del agua tratada logra una economía importante en el uso del agua en el proceso.

 El concreto raramente es atacado por agentes químicos sólidos o en seco. Para producirle un ataque significativo, los químicos agresivos deben estar en solución y sobre un cierto mínimo de concentración. El concreto sujeto a soluciones agresivas y bajo presión de alguna de sus caras es más vulnerable puesto que la presión hace que la solución agresiva penetre en él.

 Para la protección contra el ataque de sulfatos se sugiere utilizar una mezcla de concreto muy densa y con baja relación agua-cemento para que el concreto tenga una buena resistencia contra los sulfatos. Algún aditivo inclusor de aire ayuda a reducir la relación agua-cemento y por consecuencia la permeabilidad. Un correcto curado de acuerdo con la norma ACI-308 es esencial para minimizar la permeabilidad.

 Algunos estudios han demostrado que ciertas puzolanas y la escoria de hierro empleadas en la mezcla del cemento o agregadas separadamente a la mezcla de concreto incrementan considerablemente la vida de este material cuando está expuesto a sulfatos. Además del efecto

 El cloruro de calcio en el concreto reduce su resistencia al ataque de sulfatos y su empleo debe ser prohibido en concretos expuestos a condiciones severas y muy severas. Se reconoce que estas recomendaciones son conservadoras y pretenden procurar una larga vida de servicio del concreto. Si se desea una menor vida de servicio, se justifican requerimientos menos exigentes.

 Una mezcla densa de concreto con baja relación agua-cemento puede proveer una protección aceptable contra el ataque de ácido diluido. Algunos materiales puzolánicos tales como sílica-fume en particular, incrementan la resistencia del concreto a los ácidos. En todos estos casos, la exposición de los ácidos debe ser minimizada si es posible, y la inmersión del concreto en éstos debe evitarse.

 Las reacciones químicas de los agregados del concreto pueden afectar el comportamiento de las estructuras. Algunas reacciones pueden ser benéficas, otras pueden causar serios daños en el concreto al provocar expansiones internas que producen agrietamientos y aun desplazamientos así como pérdida de resistencia en las estructuras.

 Gran parte de los agregados utilizados en la dosificación del concreto con cemento portland son químicamente estables y sin interacción deletérea con otros ingredientes del concreto. Sin embargo, este no es el caso de los que contienen ciertos minerales que reaccionan con los álcalis solubles en el concreto.

 Las reacciones álcali-silicato ocurren en concretos ricos en álcalis, los cuales contienen argilita y rocas del tipo grauvaca en el agregado. La reacción de este tipo de rocas y los álcalis es por lo regular lenta. Los constituyentes silíceos en los agregados pueden expandirse causando la ruptura del concreto.

 Las barreras de protección son sistemas utilizados para proteger el concreto de la degradación provocada por agentes químicos y la consecuente pérdida de la integridad estructural, para prevenir manchas en el concreto o proteger líquidos contenidos de la contaminación misma del concreto.

 La fuerza adhesiva de una barrera no bituminosa al concreto deberá ser por lo menos igual a la resistencia del concreto a la tensión en su superficie. Normalmente, la mayor parte de los materiales no bituminosos especialmente fabricados para utilizarse en superficies de concreto tienen mayor resistencia a la tensión que la indicada anteriormente.

 Seleccionar un sistema de barrera apropiado nos garantizará el óptimo desempeño de la misma así como una mayor economía (costo/vida útil) ya que hay una gran veriedad en el mercado. Los sistemas de barrera de protección se clasifican en tres categorías de acuerdo con la severidad de las condiciones químicas de servicio: leves, intermedias y severas.

 Seleccionar un sistema de barrera apropiado nos garantizará el óptimo desempeño de la misma así como una mayor economía (costo/vida útil) ya que hay una gran veriedad en el mercado. Los sistemas de barrera de protección se clasifican en tres categorías de acuerdo con la severidad de las condiciones químicas de servicio: leves, intermedias y severas.

 Si la contracción por secado puede presentarse sin ninguna restricción, el concreto no de agrieta. Sin embargo, en una estructura el concreto está siempre sujeto a algún grado de restricción, ya sea por la cimentación o alguna otra parte de la estructura, o por el acero de refuerzo dentro del concreto. Esta combinación de contracción y restricción origina esfuerzo de tensión y cuando estos esfuerzos de tensión alcanzan su resistencia, el concreto se agrieta.

 Para minimizar el agrietamiento, el concreto debe tener baja contracción por secado y un alto grado de deformabilidad (bajo módulo de elasticidad y alta deformación diferida), así como una alta resistencia a la tensión. Sin embargo, una alta deformabilidad de los elementos de concreto sujetos a tensión causará grandes deflexiones.

 El empleo de juntas es el método más efectivo para evitar la formación de grietas gruesas. Si se tienen longitudes largas o superficies extensas de concreto tales como muros, losas o pavimentos, y no se proporcionan juntas separadas convenientemente para absorber las contracciones, el concreto hará sus propias juntas por agrietamiento

 (TEXTO DEL ARTÍCULO:)

 

La ciudad de Léon, en Guanajuato, es un centro de población que cuenta actualmente con más del millón de habitantes, y tiene 1,350 locales industriales y comerciales, 568 de los cuales están dedicados al ramo de la curtiduría.

Su crecimiento acelerado, aunado al desarrollo de la exportación, ha provocado una desordenada ocupación de zonas primordialmente habitacionales y comerciales, como son las del centro y norte de la ciudad.

No sólo se han generado problemas de servicios urbanos, como es el caso del suministro de agua a la ciudad; también a raíz de las descargas de desechos altamente contaminantes se ha provocado el rápido deterioro de las redes de drenaje de los sistemas naturales y de la calidad del agua subterránea de la región.

Existe además un severo problema de tránsito derivado de la ubicación de la industria, pues sus vehículos de carga ocasionan congestionamiento en las calles por las que transitan.

En consideración a esta situación, se ha elaborado un proyecto denominado Condominio Industrial León, que pretende dar solución a los principales problemas señalados. Sus objetivos son el reordenamiento urbano industrial de la ciudad, el fomento de la exportación con la modernización de la infraesterctura para la planta productiva y la integración de los procesos industriales, la solución al problema de la contaminación ambiental que genera la industria del sector y una mayor facilidad de acceso a la infraestructura.

Hay que mencionar que la mayor parte de las tenerías están actualmente alojadas en viejas edificaciones antifuncionales y techadas con lámina acanalada sobre estructura metálica. Los vapores emanados del sistema de curtido, altamente corrosivos, provocan una fuerte y rápida degradación de esos materiales.

El estudio que aquí se presenta tiene por objeto proponer la utilización del concreto armado, tanto en las edificaciones como en las plantas tratadoras de aguas residuales que se tendrán que construir, pues ello daría por resultado una mayor durabilidad y, por consiguiente, una economía para las empresas.

Sin embargo, para que esto sea factible es preciso contar con el diseño y la construcción adecuados para prevenir los daños que podrían sufrir posteriormente las edificaciones a causa de los agentes químicos y naturales a que estarán expuestas. Aquí se enfoca justamente este aspecto y se propone una serie de medidas preventivas para asegurar una mayor durabilidad de las estructuras.

 DETERMINACIÓN DE AGENTES CORROSIVOS Y DAÑINOS

 En primer lugar es preciso buscar los agentes que pueden dañar y corroer el concreto. Para ello hay que revisar los desechos producidos en los diferentes procesos de curtido, así como los productos químicos utilizados y sus reacciones en tales procesos.

Sistemas de curtido utilizados en la industria curtidora

El sistema de curtido preferido por la industria curtidora del Bajío es el denominado curtido mineral o al cromo, en virud de que utiliza en su formulación sales de cromo. Lo emplean 73 por ciento de las empresas. El sistema de curtido vegetal, que trabaja con materias primas de origen natural tales como mimosa, acacia, quebracho, cañagria, etcétera, se utiliza en 23 por ciento de las empresas. Otro sistema de curtido que se emplea, aunque en mínima escala, es el llamado curtido sintético, que utiliza resinas y polímeros en la formulación para proporcionar al cuero algunas propiedades de los plásticos, brindándole un acabado acharolado.

Descripción de la planta de tratamiento (capacidad requerida)

El Condominio Industrial León está diseñado para ubicar en él:

- 257 naves de 675 m2 que curten 60 pieles/día (675 m3);

- 48 naves de 337.50 m2que curten 30 pieles/día (337.50 m3);

- 17 bodegas para insumos;

- una zona de control y administración, y

- un área de centro comercial y de servicios.

El volumen de desechos industriales se considera igual al volumen de agua utilizado, es decir, 568 litros por piel y por día.

La distribución del gasto en los diferentes pasos del proceso de curtido es como sigue:

-Aguas de remojo 21.04 % = 55.97 lps

- Aguas de pelambre 36.91 % = 98.18 lps

- Curtido y recurtido 42.05 % = 111.85 lps

Las aguas de remojo tienen una salinidad de 20,000 ppm, lo que hace antieconómicio su tratamiento, ya que no puede esperarse una recuperación de más de 35 por ciento.

Las aguas de pelambre tienen sulfuros; la experiencia recomienda su eliminación para evitar problemas en el tratamiento.

Las aguas de curtido presentan cromo; es necesaria su eliminación y también estudiar la conveniencia de recuperarlo, ya que puede resultar económico.

Lista-resumen de agentes dañinos

Los agentes dañinos presentes en el proceso industrial tratado estarán en contacto –directa o indirectamente– tanto en estructura en forma de vapores, como en tanques de curtido, líneas de conducción, pisos y tanques de tratamiento en forma directa. Los que más afectan al concreto son: ácido fórmico, ácido oxálico, ácido sulfúrico, álcalis, bicarbonato de sodio, bisulfito de sodio, cal, carbonato de sodio, cloruro de sodio, hidróxido de calcio, lignosulfatos, sales de cromo, sulfato de amonio, sulfato de magnesio, sulfhidrato de sodio, sulfuro de sodio, aceites sulfatados, blanqueadores, colorantes de carácter iónico, colorantes sintéticos, formiato, sulfataciones, sulfitaciones, sulfocoloración y ambiente ácido (ph = 3.5 -3.9).

Otro factor que deberá tomarse en cuenta será, en los pavimentos tanto interiores como exteriores, la abrasión, ya que estarán sujetos a desgaste por equipos de carga y transportes pesados, los cuales transmiten la mayor carga al pavimento al efectuar maniobras en distancias cortas así como en arranques y frenadas.

 

MEDIDAS PREVENTIVAS EN EL DISEÑO DE MEZCLAS

 

Aunque no todos los puntos que se tratan aquí intervienen en el diseño de una buena mezcla resistente a los ataques de agentes externos, son sin embargo medidas preventivas que deberán tomarse en cuenta antes del diseño, en el momento del colado y después de haberse colocado el concreto, ya que sabemos que la mayor parte de las estructuras que intervienen en este proyecto estarán sujetas a medios abrasivos.

Exposición a agentes químicos agresivos

El concreto se comporta satisfactoriamente cuando está expuesto a diferentes condiciones atmosféricas, a los diversos tipos de aguas y suelos con contenido moderado de agentes químicos agresivos y a una gran variedad de agentes químicos. Existen, sin embargo, algunos entornos químicos bajo los cuales su vida útil se reduce –aun la del mejor concreto–, a menos que se consideren determinadas medidas de prevención. Para tomar éstas o reducir el rango de agresividad al que será sometida una estructura, es preciso entender esas condiciones agresivas.

El concreto raramente es atacado por agentes químicos sólidos o en seco. Para producirle un ataque significativo, los químicos agresivos deben estar en solución y sobre un cierto mínimo de concentración. El concreto sujeto a soluciones agresivas y bajo presión de alguna de sus caras es más vulnerable puesto que la presión hace que la solución agresiva penetre en él.

Ataque por sulfatos

Los sulfatos de sodio, potasio o magnesio, que se cuentan entre los que atacan al concreto, se encuentran en forma natural en la tierra o disueltos en aguas del subsuelo adyacentes a las estructuras de concreto. Cuando ocurre una evaporación en alguna cara expuesta, los sulfatos se acumulan en dicha cara y se incrementa la concentración y, por ende, el potencial de deterioro. El ataque por sulfatos ha ocurrido en múltiples localidades del mundo; se trata de un problema en particular de las zonas áridas.

Los sulfatos, además de encontrarse en el subsuelo, se presentan también en aguas de desechos industriales, como ocurre en el caso que nos ocupa.

Existen aparentemente dos reacciones químicas involucradas en el ataque por sulfatos en el concreto: a) combinación de sulfato con iones de calcio liberados durante la hidratación del cemento para formar el gel de la pasta (CaSO4 . 2H2O); y b) combinación de iones de sulfato y calcio aluminato hidratado para formar sulfoaluminato de calcio (ettringite) (3CaO . Al2O3 . 3CaSO4 . 3H2O).

Ambas reacciones provocan un aumento en el volumen sólido. La formación de ettringite es la mayor causa de expansión y ruptura del concreto causada por las soluciones sulfatadas.

Recomendaciones

Para la protección contra el ataque de sulfatos se sugiere utilizar una mezcla de concreto muy densa y con baja relación agua-cemento para que el concreto tenga una buena resistencia contra los sulfatos. Algún aditivo inclusor de aire ayuda a reducir la relación agua-cemento y por consecuencia la permeabilidad. Un correcto curado de acuerdo con la norma ACI-308 es esencial para minimizar la permeabilidad.

Existe una buena correlación entre la resistencia del cemento a los sulfatos y su contenido calculado de aluminato tricálcico (C3A). De acuerdo con la norma ASTM C-150, el cemento tipo V (resistente a los sulfatos) podrá contener un máximo de 5 por ciento de C3A y el cemento tipo II (resistencia moderada a los sulfatos), hasta 8 por ciento de contenido calculado. También existe evidencia de que la alúmina en la fase del ferroaluminato del cemento portland puede participar para dilatar el ataque de los sulfatos. De ahí que la norma ASTM C-150 nos da que en el cemento tipo V el C4AF (ferroaluminato tetracálcico) más el 2 C3A (aluminato tricálcico) no debe exceder de 25 por ciento, a menos que los requerimientos basados en el uso de la prueba de comportamiento ASTM C-452 sea rechazada. En el caso del cemento tipo V, la prueba de expansión por sulfatos ASTM C-452 podrá ser utilizada en vez de los requerimientos químicos.

Según algunos estudios, ciertas puzolanas y escorias pueden ser efectivos para incrementar la resistencia del concreto a los efectos de los sulfatos con cementos tipo I y II. Sin embargo, algunas puzolanas, especialmente las de la clase C (ceniza volante), decrementan la resistencia de los morteros hacia los sulfatos. Se han obtenido buenos resultados cuando la puzolana ha sido del tipo ceniza volante, cumpliendo con los requerimientos de la norma ASTM C-618 clase F. La escoria debe cumplir con la ASTM C-989. En adición al efecto benéfico que muchas puzolanas tienen en la permeabilidad del concreto, también combinan con los álcalis e hidróxido de calcio que son liberados durante la hidratación del cemento.

El cloruro de calcio en el concreto reduce su resistencia al ataque de sulfatos y su empleo debe ser prohibido en concretos expuestos a condiciones severas y muy severas.

Ataque por ácidos

El cemento portland no tiene por lo regular una buena resistencia a los ácidos; sin embargo, algunos ácidos débiles pueden ser tolerados, particularmente si la exposición es ocasional.

Los productos de combustión de muchos combustibles contienen gases sulfurosos que, combinados con la humedad, forman ácido sulfúrico.

Los desechos de agua en algunas industrias pueden contener ácidos que atacan el concreto. En el caso que nos ocupa, ello se debe al alto contenido y variedad de ácidos involucrados en el proceso del curtido.

Algunos tipos de suelos pueden contener sulfato ferroso (pirita), que con la oxidación produce ácido sulfúrico. Reacciones posteriores pueden producir sales sulfatadas que pueden propiciar ataques de sulfato.

Ácidos orgánicos producto de industrias de manufactura (tales como la curtiduría), pueden causar daños en la superficie del concreto. Esto provoca una preocupación en el caso de los pisos, aunque la integridad estructural no se vea afectada.

El deterioro del concreto provocado por los ácidos es primeramente el resultado de la interacción entre estos químicos y el hidróxido de calcio del cemento portland hidratado (cuando se utilizan agregados limosos y arcillosos también son susceptibles de ser atacados por ácidos). En la mayoría de los casos la reacción química resulta en la formación de los componentes de calcio diluidos en agua, que son expulsados por las soluciones acuosas. El ácido fosfórico y oxálico son la excepción ya que las sales de calcio resultantes son insolubles al agua y no son rápidamente removidas de la superficie del concreto.

En el caso del ataque del ácido sulfúrico resultan deterioros adicionales y acelerados porque el sulfato de calcio formado afectará el concreto por un mecanismo de ataque del sulfato de calcio descrito en la sección anterior.

Si los ácidos clorhídricos y/o soluciones de sales agresivas llegan a alcanzar el acero de refuerzo por las grietas o poros existentes en el concreto, puede resultar corrosión en aquél, lo que provocará la cuarteadura y el desprendimiento del concreto.

Recomendaciones

Una mezcla densa de concreto con baja relación agua-cemento puede proveer una protección aceptable contra el ataque de ácido diluido. Algunos materiales puzolánicos tales como sílica-fume en particular, incrementan la resistencia del concreto a los ácidos. En todos estos casos, la exposición de los ácidos debe ser minimizada si es posible, y la inmersión del concreto en éstos debe evitarse.

Ningún concreto hidráulico, por bueno que sea, podrá soportar agua con alta concentración de ácidos (ph = 3 o menor). En estos casos, una apropiada barrera protectora deberá ser utilizada. ACI-515.1R da recomendaciones de barreras protectoras para proteger el concreto de varios químicos, como lo veremos más adelante.

Reacción química de los agregados

Las reacciones químicas de los agregados del concreto pueden afectar el comportamiento de las estructuras. Algunas reacciones pueden ser benéficas, otras pueden causar serios daños en el concreto al provocar expansiones internas que producen agrietamientos y aun desplazamientos así como pérdida de resistencia en las estructuras. Esto provoca, por supuesto, inquietudes naturales puesto que puede verse afectada la seguridad de las estructuras, motivo por el cual se han realizado tantas investigaciones.

Reacción álcali-agregado

La reacción álcali-agregado se identifica como un proceso fisicoquímico en el cual intervienen principalmente los minerales que constituyen la roca utilizada como agregado, según sea su naturaleza cristalina o amorfa y los hidróxidos alcalinos del concreto que pueden ser aportados, ya sea por el cemento, por los mismos agregados o por algún agente externo.

Gran parte de los agregados utilizados en la dosificación del concreto con cemento portland son químicamente estables y sin interacción deletérea con otros ingredientes del concreto. Sin embargo, este no es el caso de los que contienen ciertos minerales que reaccionan con los álcalis solubles en el concreto.

Esta reacción que se genera es denominada, en términos generales, álcali-agregado, y se identifican tres tipos de la misma: álcali-carbonato, álcali-silicato y álcali-sílice. Pueden ocurrir varios tipos de interacciones en cada clase, y no todas son necesariamente expansivas o deletéreas.

La primera se lleva a cabo entre los álcalis aportados por el cemento en la fase líquida del concreto y las rocas carbonato; es un proceso poco frecuente por lo que se conoce poco de este tipo de reacción. Existe un solo tipo que se produce en presencia de agregado fino o arena dolomítica, la cual contiene calcita y arcilla intersticial y produce expansiones significativas.

Las reacciones álcali-silicato ocurren en concretos ricos en álcalis, los cuales contienen argilita y rocas del tipo grauvaca en el agregado. La reacción de este tipo de rocas y los álcalis es por lo regular lenta. Los constituyentes silíceos en los agregados pueden expandirse causando la ruptura del concreto. Por la expansión de partículas individuales, se sugiere la absorción de agua sobre las superficies alumino-silicosas previamente secas localizadas en las porciones microcristalinas de las mismas. Se deduce que puede existir una relación directa entre la cantidad de material microcristalino, la porosidad y la expansión del concreto que contiene estos agregados.

La reacción más frecuente en que intervienen los hidróxidos álcali y el material silíceo de los agregados del concreto es identificada como álcali-sílice, fenómeno particularmente expansivo que tiene la capacidad de desarrollar suficiente presión de dilatación para fisurar y romper el concreto. Por lo regular, la reacción progresa lentamente permitiendo que las expansiones sean previstas antes de que el daño de la estructura sea de gravedad.

Al aparecer las primeras grietas, éstas permiten la entrada de agentes degradantes dentro del concreto, ocasionando la aparición de otros mecanismos destructivos. Se ha encontrado estrignita en las grietas, y se ha obervado en éstas gel álcali-silicoso. La estrignita encontrada es la que normalmente se forma entre el aluminato tricálcico y el sulfato de calcio en la hidratación del cemento, lo que sugiere que ninguna fuerza externa de ataque de sulfatos ha causado el desarrollo de la estrignita sino que el sulfato necesario se deriva de la matriz cementante.

Las cantidades finales de los álcalis presentes en un clinker dependerán de las proporciones de mica, ilita o feldespato en la alimentación del horno.

Con el objeto de controlar la cantidad de álcalis presentes, se ha desarrollado la práctica de contabilizarlos en función del sodio equivalente, encontrando que si el valor de este último es menor al 0.6 por ciento en peso, la reacción álcali-sílice no puede llevarse a cabo.

Sodio equivalente = NA2O + 0.653 K2O relación en peso.

Existen pruebas de laboratorio para determinar el grado potencial de reactividad álcali-sílice. Por ejemplo:

Análisis petrográfico. ASTM C-295.

Barra de mortero para reactividad potencial. ASTM C-227.

Prueba química para reactividad potencial. ASTM C-289.

Estas pruebas arrojan resultados que van de unos cuantos días hasta un año, puesto que una de las características de la reacción es que se da de forma muy lenta. Sin embargo, se puede prever a partir de dichas pruebas.

Las partes de una estructura que están expuestas a los elementos del medio ambiente son más porpensas a efectos de la reacción que otras partes que se encuentran protegidas del intemperismo. Existen casos donde hay una diferencia notable entre la superficie expuesta a la humedad y los lados protegidos en una misma estructura. Por debajo de 70 por ciento de humedad relativa la expansión no es significativa, pero por encima de 80 por ciento los efectos de expansión se incrementan notablemente.

Las peores condiciones que pueden presentarse en un concreto no son aquellas donde los factores de reacción se encuentran en sus máximas concentraciones. En el fenómeno conocido como "proporción pésima" se demuestra que para cada agregado reactivo tiene que estar presente un determinado contenido de álcali para que se produzca la máxima expansión. Así, resulta que cementos con muy distintos contenidos de álcalis pueden dar la misma expansión, con un agregado determinado, variando la proporción de este último.

Recomendaciones

Tratar de no utilizar agregados propensos a la reacción álcali-agregado sería una buena medida, pero en función de los tiempos de análisis y pruebas de laboratorio, si se sabe que una estructura estará sometida a alto grado de humedad, se recomienda utilizar un cemento tipo portland bajo en contenido de álcalis (máximo 0.6 por ciento de Na2O). Es recomendable utilizar adicionantes tales como puzolana o escoria. (ASTM C-618 y C-989), que a pesar de que demandan mayor contenido de agua en la mezcla, garantizan una mayor trabajabilidad y aumentan la resistencia del concreto a los 28 días. Al igual que en estructuras expuestas al ataque de ácidos, una apropiada barrera protectora deberá ser utilizada en la o las superficies expuestas al intemperismo o a la humedad, o a ambas.

Empleo de barreras de protección

Las barreras de protección son sistemas utilizados para proteger el concreto de la degradación provocada por agentes químicos y la consecuente pérdida de la integridad estructural, para prevenir manchas en el concreto o proteger líquidos contenidos de la contaminación misma del concreto.

Para que sea efectiva la protección del concreto, el material de la barrera deberá tener ciertas propiedades tales como:

. Cuando el material de la barrera vaya a estar expuesto a agentes químicos, éstos no deberán expandir, disolver, agrietar o resquebrajar el material. Además, los químicos no deberán penetrar a través de la barrera y eliminar la adherencia de ésta con el concreto.

. La resistencia a la abrasión será suficiente para prevenir el desgaste de la barrera durante el trabajo normal de servicio.

. La fuerza adhesiva de una barrera no bituminosa al concreto deberá ser por lo menos igual a la resistencia del concreto a la tensión en su superficie. Por supuesto, la adherencia estará sujeta a la limpieza de la superficie donde se aplicará la barrera.

Posiblemente la parte más crítica del sistema de barrera sean los primeros 6 mm de concreto, ya que cuando ocurre una falla, se da en una capa delgada de concreto (usualmente de 3 a 6 mm) que se adhiere a la cara interior del material de la barrera. Esto significa que el concreto falla porque los esfuerzos internos del material de la barrera fueron mayores que la resistencia a la tensión del concreto cercano a la unión. Estos esfuerzos se pueden derivar de lo siguiente:

. Durante el curado del material de la barrera ocurren contracciones y polimerización, las cuales desarrollan esfuerzos en el momento de la reacción entre la resina polimérica y su agente de curado.

. Ocurren cambios diferenciales de volumen en el concreto y la barrera debido a la diferencia en el coeficiente linear de la expansión térmica ocurrida por el cambio de temperatura. Todas las barreras poliméricas tienen un coeficiente linear de expansión térmica mucho más alto que el del concreto.

El sistema de barrera debe tener un módulo de elasticidad bajo para prevenir los esfuerzos antes mencionados. Aun si esto se presenta, podría ser debido a la baja resistencia del concreto en su capa superficial causada por una alta relación agua-cemento, al sobretrabajado en el momento del acabado, a la presencia de agentes extraños en la superficie o a un mal curado. Si se tiene una superficie débil, deberá promoverse y/o repararse antes de aplicar un sistema de barrera (ACI 515.1R).

Cualquier fisura en el concreto, incluyendo aquellas ocurridas antes y después de la aplicación de la barrera, se reflejarán a través de ésta si el concreto está sujeto a movimientos por cambios de temperatura o por aplicación de cargas. Estos movimientos evitan el trabajo adecuado de la barrera. Una estructura de concreto con alta permeabilidad permitirá la entrada de agua en el concreto de tal manera que nunca permitirá a la barrera trabajar adecuadamente, no existirá la adherencia deseada y es probable que se "bote" en poco tiempo. Habrá que buscar un secado total antes de aplicar el material polimérico.

Seleccionar un sistema de barrera apropiado nos garantizará el óptimo desempeño de la misma así como una mayor economía (costo/vida útil) ya que hay una gran veriedad en el mercado. Los sistemas de barrera de protección se clasifican en tres categorías de acuerdo con la severidad de las condiciones químicas de servicio: leves, intermedias y severas.

1] Condiciones químicas de servicio leves

Ejemplos típicos de estas condiciones son la exposición al agua, las soluciones químicas con un ph tan bajo como es 4, las sales de deshielo, los ciclos de congelación y deshielo. El espesor de la barrera es menor a 1 mm y algunos tipos de materiales son: polyvinil, acrílicos, epoxy, poliuretano, hule clorinado, asfalto y vinilos.

2] Condiciones químicas de servicio intermedias

Ejemplos típicos de estas condiciones son la exposición intermitente a soluciones ácidas en las plantas de productos lácteos, las plantas procesadoras de alimentos y las combinaciones de abrasión con químicos. El espesor de la barrera es de 3 a 9 mm y algunos tipos de materiales son: epoxy impregnado de arena, polyester impregnado de arena, poliuretanos impregnados de arena y fórmulas bituminosas.

3] Condiciones químicas de servicio severas

Ejemplos típicos de estas condiciones son los ácidos orgánicos o naturales diluidos o concentrados y las soluciones fuertes de álcalis. El espesor de la barrera es de más de 6 mm y algunos tipos de materiales son: epoxy o poliester reforzado con fibra de vidrio, hojas de neopreno precurado, hojas de PVC, membranas de asfalto recubiertas con ladrillo resistente al ácido colocado con mortero resistente al ácido y epoxy impregnado de arena recubierto con una barrera de epoxy.

Al seleccionar el sistema de barrera, también se deberán tomar en cuenta los siguientes aspectos:

. Que la barrera sea resistente a la degradación causada por los agentes químicos actuantes sobre la misma.

. Que sea lo suficientemente impermeable para evitar el paso del agente químico. Esto puede causar el desprendimiento de la barrera. En especial el ácido clorhídrico puede penetrar a través de varios plásticos y barreras de hule.

. La temperatura de los ácidos puede modificar el comportamiento de una barrera. Cada material tiene una temperatura óptima de comportamiento.

. Entre otros aspectos que se deberán tomar en cuenta al aplicar cualquier tipo de barrera de protección está la humedad en el concreto, que afecta la adhesión, las condiciones ambientales en el momento de la colocación y el agua encapsulada en el concreto.

Abrasión

La resistencia del concreto a la abrasión está definida como la capacidad de una superficie a resistir el "desgarre" provocado por la fricción y el tallado constantes (ACI 116R). La abrasión en pisos y pavimentos resulta de la operación de una línea de producción o del tránsito vehicular o peatonal. La resistencia a la abrasión estará entonces involucrada en pisos industriales. La erosión por viento o agua provocan abrasión en estructuras de concreto.

Existen muy diversos tipos de abrasión, por lo que se ha hecho una clasificación en cuatro grandes grupos:

l] Construcción de pisos y losas

2] Pavimentos de concreto en zonas de rodamiento sujeto a carga pesada (desgaste, raspado y percusión)

3] Erosión en estructuras hidráulicas

4] Socavación por erosión en sistemas hidráulicos provocada por presiones negativas

Con el desgaste de la pasta, el agregado fino y la coalición de los agregados en general son expuestos, y el impacto y la abrasión causan degradación adicional. El grado de desgaste irá relacionado con la calidad y dureza de los agregados. Puesto que la abrasión ocurre en la superficie del concreto, es indispensable que la resistencia de ésta sea maximizada. El caso que nos ocupa, industria pesada, nos obliga a pensar en la optimización de la resistencia a la abrasión en pisos y pavimentos, ya que además de someterse a esfuerzos de carga, estarán sometidos a agentes dañinos, como ya se mencionó anteriormente.

Recomendaciones

Es conveniente utilizar una baja relación agua-cemento. Se puede utilizar algún aditivo reductor de agua, una mezcla proporcionada y evitar el sangrado, y se evitará adicionar agua durante y después del colado.

También es recomendable una buena graduación de los agregados finos y gruesos (ASTM C-33). El tamaño máximo del agregado grueso deberá seleccionarse para una óptima trabajabilidad y un mínimo contenido de agua. Se seleccionarán agregados de la mayor resistencia posible, lo que permitirá reducir la relación agua-cemento. Éstos son normalmente utilizados para acabados integrales de alta resistencia (toppings).

El revenimiento deberá ser bajo, con una buena colocación y compactación (ACI 309.R). Se proporcionará la mezcla con el revenimiento deseado y la resistencia adecuada.

Se colocará un acabado integral de alta resistencia de 420 kg/cm2 en la superficie para incrementar la resistencia a la abrasión, utilizando un agregado grueso máximo de 12.5 mm (1/2’’).

Para la mayor parte de los pisos, pavimentos y losas, el mejor método de curado es mantener éstos constantemente mojados, lo cual da como resultado un concreto denso y duro. También se pueden utilizar membranas de curado, siempre y cuando se restinja el tránsito en estas áreas (ASTM C-309). Se recomienda evitar al máximo el contacto con CO2 durante el curado para que no ocurra la carbonatación.

Prevención de agrietamientos

Las grietas en estructuras de concreto pueden indicar la presencia de problemas importantes y dañar la apariencia de la construcción monolítica. Pueden dejar el acero de refuerzo expuesto al oixígeno y a la humedad, y hacerlo más susceptible a la corrosión. Aunque las causas específicas del agrietamiento son muchas, las grietas se originan normalmente por esfuerzos que se desarrollan en el concreto por la restricción al cambio volumétrico o por las cargas que se aplican a la estructura.

Mecanismo de agrietamiento

Antes de la aplicación de carga, los cambios volumétricos en la pasta del cemento causan grietas interfaciales que se forman en la frontera mortero-agregado grueso. Bajo cargas de compresión de corta duración, no se forman grietas adicionales hasta que la carga alcanza aproximadamente 30 por ciento de la resistencia a compresión del concreto, arriba de este valor se inicia un agrietamiento por falta de adherencia entre agregado grueso y mortero. El agrietamiento por falta de adherencia se incrementa hasta que la carga alcanza aproximadamente 70 por ciento de la resistencia a la compresión, en cuyo momento el microagrietamiento comienza a propagarse a través del mortero. El agrietamiento del mortero continúa a una velocidad acelerada hasta que el material finalmente falla.

El daño en la pasta de cemento parece jugar un papel importante en el control del comportamiento primario esfuerzo-deformación del concreto bajo carga axial de corta duración. En concretos de peso normal, las partículas de agregados actúan como incrementadores de esfuerzo, aumentando la rigidez inicial y disminuyendo la resistencia de la pasta. Para carga cíclica y sostenida, una gran parte del agrietamiento por adherencia se origina de la carga inducida por los cambios volumétricos dentro de la pasta, pero no tiene efecto importante en la resistencia.

Contraccion por secado

El agrietamiento del concreto debido a la contracción por secado es el aspecto que mayor atención ha recibido por parte de los constructores, más que ninguna otra característica o propiedad del concreto. Es uno de los problemas más serios que enfrentan las construcciones hechas con este material. Diseño y prácticas constructivas adecuadas pueden minimizar la cantidad de agrietamiento y eliminar las grietas grandes visibles mediante el empleo de refuerzo adecuado y juntas de construcción.

Aunque la contracción por secado es una de las principales causas de agrietamiento, los esfuerzos por temperatura, las reacciones químicas, la acción de la congelación, así como los esfuerzos de tensión excesivos debido a las acciones internas, son responsables a menudo del agrietamiento del concreto. El agrietamiento también se puede presentar en el concreto antes del endurecimiento debido a la contracción plástica.

Otro tipo de restricción se origina por la diferencia de la contracción en la superficie y en el interior de un elemento de concreto, especialmente a edades tempranas. Esto puede originar agrietamiento superficial, que no penetra mucho en el concreto; sin embargo, con el tiempo puede penetrar más cuando la parte interna del concreto está sujeta a contracción adicional.

Es el cambio en el contenido de humedad de la pasta de cemento la que causa la contracción o la expansión del concreto, mientras que los agregados proporcionan una restricción interna, la cual reduce en forma importante la magnitud de estos cambios de volumen.

Cuando un concreto está expuesto a condiciones de secado, la humedad migra lentamente del interior de la masa de concreto hacia la superficie, donde se pierde por evaporación. Con el humedecimiento, este proceso se revierte y da lugar a una expansión del concreto.

Adicionalmente, la pasta de cemento está sujeta también a la contracción por carbonatación. La acción del bióxido de carbono (CO2) presente en la atmósfera sobre los productos de hidratación del cemento, principalmente hidróxido de calcio [Ca(OH)], origina la formación de carbonato de calcio (CaCO3), la que está acompañada de una disminución poco importante en el volumen.

. Factores que influyen en la contracción por secado

Los factores que influyen en la contracción por secado incluyen la composición del cemento, el tipo de agregado, el contenido de agua y el proporcionamiento de las mezclas. La velocidad de pérdida de humedad o la contracción de un concreto dado, está influida en gran medida por el tamaño y forma del elemento de concreto, el ambiente y la duración de exposición al secado. La finalidad de este estudio no es profundizar en cada uno de los factores; simplememnte habrá que tomarlos en cuenta para evitar al máximo agrietamientos por contracción (Ref. ACI 207.2R-90).

. Control del agrietamiento por contracción

Debido a que varios tipos de restricciones evitan que el concreto se contraiga libremente, la posibilidad de agrietamiento debe esperarse a menos que la humedad relativa ambiente se mantenga en cien por ciento. El control de agrietamiento consiste en reducir a un mínimo la tendencia a agrietarse, mediante el empleo de acero, colocado donde se requiera, y con la utilización de juntas de contracción.

Reducción de la tendencia al agrietamiento. Algunos factores que reducen la contracción disminuyen al mismo tiempo la deformación diferida o relajación e incrementan el módulo de elasticidad, dando como resultado poco o casi nulo beneficio en la tendencia al agrietamiento. Se debe poner énfasis, por lo tanto, en aquellos factores que producen una reducción neta en la tendencia al agrietamiento.

Cualquier medida que se emplee para reducir la contracción del concreto reducirá también la tndencia al agrietamiento. La contracción por secado se puede reducir utilizando menos agua en la mezcla y el tamaño máximo del agregado grueso más grande. Un contenido de agua menor se puede obtener utilizando agregados bien graduados, consistencia más seca y temperatura inicial del concreto más baja. Sin embargo, la reducción en el contenido de agua por el empleo de aditivos reductores de agua no reduce usualmente la contracción.

Refuerzo. El refuerzo, utilizado en forma adecuada y en cantidad conveniente, reducirá la cantidad de agrietamiento así como lo desagradable que resulta a la vista.

Juntas. El empleo de juntas es el método más efectivo para evitar la formación de grietas gruesas. Si se tienen longitudes largas o superficies extensas de concreto tales como muros, losas o pavimentos, y no se proporcionan juntas separadas convenientemente para absorber las contracciones, el concreto hará sus propias juntas por agrietamiento.

Las juntas de contracción se hacen en muros, por ejemplo, sujetando a la cimbra tiras de madera o de hule, las que dejan ranuras verticales estrechas en el concreto sobre las caras interior y exterior del muro. El agrietamiento debido a la cobntracción se presentará en las ranuras, relevando los esfuerzos en el muro y evitando de esta manera la formación de grietas no controladas. Estas ranuras se sellarán en la cara exterior del muro para prevenir la penetración de humedad.

Las juntas aserradas se emplean frecuentemente en pavimentos, losas y pisos. La localización de las juntas depende de las particularidades de la colocación. Cada obra se debe estudiar en forma individual para determinar dónde se deben colocar.

Prácticas constructivas adecuadas

La prácticas constructivas incluyen diseño, especificaciones, materiales y consideraciones de mezclado, así como la práctica constructiva misma de la obra. Antes de discutir el control de la práctica constructiva que afecta el agrietamiento, es conveniente mencionar la causa básica del mismo: la restricción. Si todas las partes del concreto en una estructura están libres para moverse cuando el concreto se expande o se contrae, no habrá agrietamiento debido al cambio volumétrico.

Obviamente, los componentes de las estructuras de concreto no están libres y, por lo tanto, no son libres de responder en el mismo grado a los cambios volumétricos; consecuentemente, se desarrollan deformaciones y se presenta el agrietamiento. Esto señala la importancia de proteger el concreto en el proceso de endurecimiento, tanto como sea posible, de la pérdida de humedad o de una disminución en la temperatura. Estas consideraciones pueden dar como resultado esfuerzos capaces de causar grietas a edades tempranas, pero pueden ser soportadas a una madurez mayor.

. Restricciones

Las restricciones existen en muchas circunstancias bajo las cuales la estructura y sus elementos de concreto deben comportarse satisfactoriamente.

Un muro o parapeto anclado a lo largo de su base a la cimentación, o a los elementos estructurales inferiores, sujetos a cambios volumétricos menores, estará restringido a la contracción cuando su parte superior se acorte debido al secado o enfriamiento. El agrietamiento es inevitable a menos que se proporcionen juntas de construcción o ranuras de una profundidad no menor a 10 por ciento del espesor del muro, en ambas caras y a intervalos de una a tres veces la altura del muro, para muros altos y bajos respectivamente.

El refuerzo por temperatura restringe la contracción del concreto superficial, originando un número mayor de grietas, pero éstas son más estrechas.

En cambios fuertes de sección se presentarán restricciones, ya que el efecto del cambio de temperatura o de contracción por secado será diferente en las dos secciones. Si es posible, se empleará una junta de contracción para evitar los esfuerzos en la restricción.

El anclaje de la losa en las losas perimerales o zapatas origina restricciones de trabajo del elemento en su plano. Cuando una losa tiene libertad para contraerse a partir de todos sus lados hacia su centro, hay un agrietamiento mínimo. Las juntas de contracción y los apoyos perimetrales serán diseñados en concordancia con las restricciones.

. Contracción

Las causas principales de la contracción, la cual origina la formación de grietas en el concreto, son:

 

Efecto del contenido de agua. A medida que el contenido de agua es mayor en el concreto, más se contraerá durante el secado. Es importante el empleo del revenimiento más bajo que sea práctico.

Secado superficial. El secado superficial ocurrirá en algún momento, excepto cuando la superficie está sumergida. Donde el secado de la superficie pueda ser rápido, se le pondrá mayor cuidado a un curado ininterrumpido para alcanzar buena resistencia superficial.

Contracción plástica. Se presenta cuando la humedad superficial se elimina más rápidamente de lo que se puede reemplazar con el agua de sangrado de abajo. Estas grietas se presentan antes del acabado final y del inicio del proceso de curado.

. Decantación

Las grietas originadas por decantación se desarrollan mientras el concreto está en estado plástico, después de la vibración inicial. No se debe a ninguna de las causas previamente comentadas, sino al resultado natural de que los sólidos más pesados se asientan en un medio líquido.

Las grietas originadas por la decantación se presentan abajo del refuerzo horizontal soportado rígidamente, de los pernos de las cimbras u otros elementos embebidos. A menudo las grietas aparecen en juntas de construcción horizontales y en losas para cubiertas de puentes, sobre el refuerzo o pernos de cimbras con poco recubrmiento. El revibrado posterior, ejecutado adecuadamente, puede emplearse para cerrar las grietas causadas por el asentamiento y mejorar la calidad y apariencia del concreto en la porción superior de tales colocaciones, aun cuando la decantación se ha presentado y el revenimiento se ha perdido.

. Construcción

Durante la construcción se puede hacer un gran esfuerzo para minimizar el agrietamiento, o en muchos casos para eliminarlo. Tales acciones deben ser requeridas por las especificaciones y por el cuerpo de ingenieros que las administran. Las acciones incluyen lo siguiente:

Agregados para concreto. Los agregados serán tales que produzcan concretos de alta capacidad de deformación. Los agregados gruesos y finos deben estar limpios y libres de material fino innecesario, particularmente arcilla. La arena tendrá un valor de equivalente de arena arriba de 80 por ciento y esto se verificará con frecuencia. La arena estará almacenada por suficiente tiempo para que se estabilice el contenido de humedad en un nivel inferior a 7 por ciento sobre la base de seca al horno.

Lechadas, morteros o concretos sin contracción. Usualmente los sólidos en mezclas de lechadas, morteros y concretos se decantarán antes del endurecimiento, y parte del agua subirá a la superficie. Esta decantación puede ser objetable si el espacio hay que llenarlo sin dejar vacíos en la parte superior. Las medidas para evitar tales asentamientos han producido lo que se conoce como lechada, mortero o concreto "sin contracción". Algunos de los materiales solamente previenen la decantación, otros proporcionan además expansión a medida que la mezcla se endurece.

Entre los aditivos comerciales, hay uno que contiene agregados metálicos, los cuales, además de oponerse a la decantación, proporcionan una ligera expansión después del endurecimiento. También tiende a eliminar el efecto de contracción por secado. Donde sea posible, el problema de la reducción de volumen puede resolverse mediante el empleo de morteros secos para taponamientos, en lugar de lechadas o fluidos secos.

Manejo y dosificación. Se deberán hacer con todo el cuidado que resulte práctico para evitar contaminación, sobreposición de tamaño, segregación y fracturación del agregado, de tal forma que no se tengan variaciones en la granulometría que afecte la trabajabilidad. Esto se logra con un cribado, lavado y almacenamiento por tamaños de agregado grueso en los silos de las plantas de proporcionamiento. Todos los esfuerzos necesaros se harán para uniformar la dosificación y el mezclado del concreto, de manera que haya un mínimo de variación en el revenimiento y trabajabilidad.

Trabajabilidad excesiva. Debe evitarse si el incremento en la trabajabilidad se alcanza con un revenimiento más alto del requerido, más arena de la necesaria, agregados pequeños o mayores contenidos de aire.

Revibración. Cuando, después de colocado el concreto, el revibrado se difiera tanto tiempo como se pueda mientras aquel aún responda al vibrador, eliminará las grietas que se forman cuando algún dispositivo rígidamente fijado evita que una parte del concreto se contraiga igual que el resto. Las grietas por decantación son más aparentes en la parte superior de muros y columnas, donde la revibración se puede emplear fácilmente. La revibración profunda corrige grietas causadas por la decantación diferencial alrededor de cimbras para bloques salientes y ventanas, y donde las losas y los muros se cuelan monolíticamente.

Acabado. El acabado con llana puede evitar el agrietamiento de todo tipo. Se empleará en concreto de bajo revenimiento. Rara vez se requiere utilizar concreto con más de 8 cm de revenimiento, excepto quizá en climas muy cálidos en los cuales tanto el revenimiento como la humedad se pierden rápidamente. El acabado no se hará en presencia de agua superficial. Se tomarán precauciones para evitar la contracción plástica.

Cualquier marcado o ranurado requerido se hará cuidadosamente, a la profundidad especificada. El curado será aplicado oportunamente, completo, y el material de recubrimiento se dejará secar antes de removerlo.

Curado y protección. El concreto debe llevarse a un nivel adecuado de resistencia y madurez, protegido de bajas temperaturas y condiciones de secado que puedan originar agrietamiento. El curado y la protección no deben interrumpirse abruptamente. Si al concreto nuevo se le dan algunos días para secarse y enfriarse gradualmente, la deformación diferida tendrá oportunidad de reducir la posibilidad de agrietamiento, cuando el curado y la protección se eliminan

completamente.

 

(La segunda parte de este artículo se publicará en el número 122 de Construcción y Tecnología)

 * Tomado de una tesina presentada en el Diplomado de Obras de Concreto que imparten la Facultad de Arquitectura de la UNAM y el IMCYC. (Primera de dos partes)

 * Director técnico de la empresa Condominio Industrial León, SA de CV

 DISEÑO DE MEZCLAS

 Consideraciones generales

 Ya hemos determinado los agentes químicos dañinos que atacarán el concreto en los diferentes elementos de este proyecto. Se pretende ahora proponer un proporcionamiento de mezclas apropiado para cada caso, según el empleo que se le dará al concreto en particular, tomando en cuenta los factores externos y las cargas a que será sometido cada elemento.

Se han tomado muestras representativas de los agregados de la zona y se propondrá el tipo de cemento y adicionantes que realmente se puedan encontrar en la localidad.

Las resistencias de diseño (f’c) propuestas en cada caso, son las recomendadas en los documentos del diseño por el calculista responsable, y no es motivo del presente documento revisar el diuseño estructural por lo que se tomarán como adecuados y aprobados por el diseñador, supervisor y propietaripo, en los documentos del diseño.

Dados los volúmenes de concreto a utilizar en este proyecto (tabla 4.1.a), se ha determinado que es económicamente factible contar con equipo dosificador en obra, montando una planta dosificadora de concreto, marca ODISA, modelo 6000, con capacidad de producción de 104 Yd3/Hr. El mezclado y la entrega de producto al tramo dela obra, se hará en una "olla" revolvedora para concreto marca FORSA con capacidad de 7M3, montada sobre tractocamión Mercedes Benz.

 

Elementos de concreto y sus características

 

. Zapatas de cimentación

Zapata aislada colada en sitio de concreto armado según croquis, con concreto f’c=250 kg/cm2. Cemento portland tipo 1, agregado máximo 3/4", revenimiento máximo 7.5 cm.

 

(Entran figuras y foto p. 17)

. Columnas

Columna de concreto presforzado de 0.70 x 0.90 x 7.50 m armadasegún croquis, con concreto f’c=350 kg/cm2. Cemento portland tipo V, con aditivo para resistencia rápida, agregado máximo 3/4, revenimiento máximo 5 cm, aditivo inclusor de aire al 5%.

Montaje: concreto superfluidificado f’c=350 kg/cm2. Cemento portland tipo Y, agregado máximo 1/1", revenimiento máximo 7.5 cm, aditivo superfluidizante.

La estructura estará sometida a los vapores de ácido sulfúrico principalmente, por lo qyue además de las caracterísitcas de pretensado, se deberá prevenir con una barrera protectora contra ácidos (impermeabilizante polimérico). (Ver sección 5, supervisión)

 

(Entran figuras p. 17 vuelta)

(Entra foto p. 18)

. Trabe portante

Trabe portante de concreto presforzado de 15 m de longitud, sección y armado según croquis, con concreto f’c=350 kg/cm2. Cemento portland tipo V, con aditivo para resistencia rápida, agregado máximo 3/4, revenimiento máximo 5 cm, aditivo inclusor de aire al 5 por ciento.

Montaje: Concreto superfluidificado f’c=350 kg/cm2. Cemento portland tipo I, agregado máximo 1/2", revenimiento máximo 7.,5 cm, aditivo superfluidizante.

La esteructura estará sometida a los vapores de ácido sulfúrico principalmente, por lo que además de las características de pretensado, se deberá prevenir con una barrera protectora contra ácidos (impermeabilizante polimérico). (ver sección 5, supervisión).

 

(Entran figuras y foto p. 18 vuelta)

. Losa tipo "STT"

Losa tipo doble "T" de concreto presforzado de 22.5 m de longitud, sección y armado según croquis, con concreto f’c=350 kg/cm2. Cemento pportland tipo V, con aditivo para resistencia rápida, agregado máximo 3/4, revenimiento máximo 5 cm, aditivo inclusor de aire al 5%.

Montaje: Concreto superfluidificado f’c=350 kg/cm2. Cemento portland tipo I, agregado máximo 1/2", revenimiento máximo 7.5 cm, aditivo superfluidizante.

La estructura estará sometida a los vapores de ácido sulfúrico principalmente, por lo que además de las caracterísiotcas de pretensado, se deberá prevenir con una barrera protectora contra ácidos (impermeabilizante polimérico) (ver sección 5, supervisión)

 

(Entran figuras p. 19)

. Firmes de naves

Firme de concreto armado con malla electrosoldada 6-6 10-10 de 12 cm de esp. en cuadros de 3.75 x 3.75 m, f’c=200 kg/cm2, cemento portland tipo I, revenimiento máximo 7.5 cm, agregado máximo 3/4", acabado pulido integral con aditivo endurecedor para concreto (topping).

En el área de escurrimientos, donde estará el piso sometido a mayor contacto con ácidos, se colocará un revestimiento polimérico (recubrimiento epóxico o acrílico). (Ver sección 5, supervisión)

. Calles y patios de maniobras

Piso de concreto armado con malla electrosoldada 6-6 8-8 de 20 cm de esp. en cuadros de 3.00 x 3.50 m, f’c=250 kg/cm2, cemebnto portland tipo I, revenimiento máximo 3/4", pasajuntas de 1" x 35 cm a cada 30 cm.

. Tanques de curtido y tratamiento de aguas

Concreto f’c=250 kg/cm2, cemento portland tipo V, revenimiento máximo 5 cm, agregado máximo 3/4", incluir 15 por ciento de material cementante por puzolana (humo de sílice) ACI-226. recubierto con barrera de protección.

De todos los elementos de concreto, éstos serán los más afectados por los ataques corrosivos, por lo que se tendrá especial cuidado en que el cemento deba tener un máximo o menor de 5 por ciento de aluminato tricálcico (C3A). Se deberá cuidar siempre la conservación de una baja relación agua/cemento + puzolana.

 

Proporcionamiento de mezclas

 

Por ser el caso más crñitico de diseño, se tomó la mezcla de los tanque de curtido y tratamiento de aguas para el ejemplo de proporcio9namiento de mezcla.

En el caso siguiente no se tienen datos estadísticos de mezclas previas, por lo que se deberán realizar mezclas de prueba hasta determinar la desviación standard. Como la mezcla requiere un f’c entre 210 y 350 kg/cm2, se determina un f’c+85. (ACI-318-95).

De todos los elementos de concreto, éstos serán los más afectados por los ataque corrosivos, por lo que se tendrá especial cuidado en que el cemento deberá tener un máximo o menor de 5 por ciento de aluminato tricálcico (C3A). Se deberá cuidar siempre el conservar una baja relación agua/cemento+puzolana.

. Pruebas de laboratorio

Las pruebas de laboratorio se deberán realizar en todos los casos de la forma en que se indica en las especificaciones de construcción que aparecen bajo el título de Procedimientos Constructivos.

. Diseño de mezcla

Concreto f’c=250 kg/cm2, cemento portland tipo V, revenimiento máximo 5 cm, agregado máximo 3/4", incluir 15 por ciento de material cementante por puzolana (humo de sílice) ACI-226. Recubierto con barrera de protección.