Novedades del concreto autocompactante
El concreto autocompactante es un material de construcción
excelente que ofrece grandes ventajas que se perciben desde el momento de
su fabricación y, por supuesto, cuando es colado.
Especialmente dentro de la industria del concreto, el autocompactante ha
sido muy bien recibido en muchos países. Muchas plantas de prefabricados
lo trabajan de manera exclusiva, entre otras razones, por el elevado valor
cualitativo del producto final del cual se obtienen otras ventajas como
son: reducción del ruido y de las vibraciones.
En la literatura y prensa especializadas existe bastante material informativo sobre esta tecnología relativamente nueva. No obstante, para los fabricantes de concreto puede resultar difícil filtrar los datos más relevantes ante tanta información. En el libro Self-compacting concrete, publicado por Geert De Schutter, Peter Bartos, Peter Domone y John Gibbs se presentan los aspectos técnicos relacionados con el desarrollo del concreto autocompactante; componentes del material; propiedades del concreto fresco y métodos de ensayo; diseño de la mezcla, así como sobre las propiedades del concreto endurecido. Asimismo, se esbozan campos de aplicación generales y normas y especificaciones internacionales.
¿Es necesario remodelar las instalaciones?
Para los fabricantes de concreto es importante saber que una producción
de concreto autocompactante –confiable y rentable– a diferencia
de otras producciones, cuyos rumores se oyen, no tiene que implicar necesariamente
cambios significativos en las plantas.
No obstante, en comparación con el concreto vibrado convencional,
se necesitan mayores cantidades de aditivos y agregados que requieren de
silos adicionales. Asimismo, para una dosificación precisa de los
aditivos podrá ser necesaria una actualización de las instalaciones.
Normalmente, los equipos de dosificación y mezclado se pueden seguir
utilizando en la producción de concreto autocompactante. No obstante,
los requisitos de control de calidad son mucho más elevados ya que,
un ligero cambio en el contenido de humedad en los agregados, puede originar
grandes efectos en la trabajabilidad del concreto.
Equipos
de mezclado
La mezcladora de concreto es un factor decisivo dentro del proceso de producción.
Esto afecta especialmente al concreto autocompactante. Ya existe el reconocimiento
general de que las mezclas de concreto autocompactante compuestas por porcentajes
idénticos de mezclas y materiales, pueden presentar propiedades completamente
diferentes, sólo porque se han mezclado en mezcladoras diferentes,
o incluso, en la misma mezcladora pero con ciclos de alimentación
distintos y diferentes tiempos de mezclado. Asimismo, parece que el volumen
de mezclado, en comparación con la capacidad de recepción
máxima de la mezcladora, afecta a las características del
concreto fresco. Todos estos factores de influencia no se deben infravalorar
en el concreto vibrado, pero en el caso del concreto autocompactante son
aun más importantes.
Control de calidad
Teniendo en cuenta los requisitos especiales de la producción de
concreto autocompactante, el control de calidad constituye pilar fundamental
dentro del proceso de producción. Esto es trascendental si se piensa
que, en
función del tipo de mezcladora y de las cantidades incorporadas,
las propiedades del concreto fresco de las mezclas de prueba del laboratorio,
pueden ser diferentes en comparación con las mezclas elaboradas en
condiciones reales. Por tanto, puede ser necesario un control y optimización
de los tiempos de mezclado y de las cantidades incorporadas de aditivo,
así como de los controles que se realizan durante el dosificado y
el mezclado. También es importante realizar una prueba de las características
del concreto fresco dentro de un control permanente de las propiedades autocompactantes.
Colado y bombeo
Al eliminar los trabajos de compactación, el colado del concreto
autocompactante se diferencia notablemente del colado del concreto vibrado,
en función de la velocidad del transporte, de la forma geométrica
del elemento y de la armadura, altura de descarga y de la posibilidad de
llenado del concreto. El concreto autocompactante fresco siempre presenta
una fluidez exenta de segregación de más de 10 m. Como el
concreto autocompactante se puede bombear fácilmente, se abren posibilidades
mucho más eficientes, de modo que es posible reducir notablemente
los tiempos de colado.
Presión en la cimbra
En la fase inicial del desarrollo del concreto autocompactante aún
existen dudas respecto a su fluidez que, probablemente, como se creía
con anterioridad, originaría grandes fugas de la pasta de cemento
en la cimbra, lo que plantearía requisitos más exigentes al
sellado de las piezas de la misma. Sin embargo, las experiencias prácticas
indican que utilizando concreto autocompactante no existe ninguna necesidad
de reforzar la cimbra. Esta circunstancia se debe a la mayor cohesión
específica del concreto autocompactante de alta calidad, gracias
a lo cual se evitan las fugas de la pasta de cemento o de mortero fino.
Otra ventaja a favor del empleo del concreto autocompactante, especialmente
en la industria de los prefabricados de concreto, es el reducido desgaste
de las cimbra ya que los prefabricados no están sometidos al efecto
de las vibraciones. Al respecto, en la producción de elementos de
concreto autocompactante, las cimbras están sometidas a grandes presiones,
especialmente al comienzo del colado del concreto. Controlando la velocidad
de llenado de la cimbra se pueden solucionar parte de las presiones en la
misma. Conviene sólo vigilar, dependiendo del tamaño de los
elementos de concreto, las presiones en la cimbra desde la fase de planificación.
Resistencia a la segregación del concreto
autocompactante
Los resultados de un estudio experimental de la resistencia a la segregación
de concreto autocompactante basado en el anillo J en la obra, fueron comparados
con la prueba de estabilidad de tamiz ejecutada en laboratorio. Para ello
fueron empleadas diferentes mezclas de concreto con agregados naturales,
agregados triturados y una mezcla de ambos. Del elemento resultante se extrajeron
probetas en diferentes alturas, para determinar la resistencia a la compresión
y el coeficiente de penetración de cloruros. Los resultados muestran
que entre ambos métodos de ensayo de concreto fresco existe una buena
relación, cuando se emplean agregados naturales; sin embargo no cuando
se trata de agregados triturados. Está reconocida como regla general,
que la trabajabilidad de concreto autocompactante debe contener 3 propiedades
fundamentales: capacidad de llenado completo de la cimbra; capacidad de
paso por la armadura, y tendencia a la segregación, En el 5th European
FP project "Testing- SCC", fueron estudiados diversos métodos
para la determinación de propiedades de concreto fresco autocompactante.
Basado en estos estudios, fue recomendando como método de ensayo
para la resistencia a la segregación, la prueba de estabilidad de
tamiz. Con las aplicaciones de este método, se determinan las proporciones
del concreto fresco que pasó a través de un tamiz de 5 mm.
Cuando el concreto tiene una resistencia baja a la segregación, la
pasta de cemento, o bien el mortero, puede pasar con facilidad el tamiz.
De este modo se puede caracterizar la estabilidad del concreto autocompactante.
Para este estudio, la probeta debe reposar 15 minutos, lo que representa
un tiempo prolongado, dado que durante este tiempo de reposo pueden sufrir
modificaciones las propiedades del concreto fresco. Por el contrario, la
prueba de anillo J mide, tanto la capacidad de paso, como la capacidad de
llenado. Puede ser empleada con éxito en la obra. Debido a que el
anillo J es muy sensible en relación a la proporción de agregados,
éste puede determinar la influencia de diferentes proporciones de
agregados sobre la segregación.
Prueba de estabilidad de tamiz
Este método fue desarrollado en Francia para una determinación
cuantitativa de la resistencia a la segregación de concreto autocompactante
bajo condiciones de laboratorio. Un cubo plástico es llenado con
ca. 10l, de concreto fresco. A continuación, se cierra con una tapa
y queda en reposo por 15 minutos. Tras una inspección visual del
sangrado, es colada una cantidad de ca. 4.8 ± 0.2 kg de concreto,
desde una altura de 50 cm, sobre un tamiz nivelado con orificios cuadrados
de 5 mm de longitud por lado. El resultado del estudio consiste en el cálculo
de la pérdida de masa porcentual resultante del paso por el tamiz.
Prueba
de anillo J
Esta prueba puede haber sido desarrollada en Japón; sin embargo,
no existen indicaciones de ello en ninguna literatura. La forma original
del anillo J fue perfeccionada en la University of Paisley, en Escocia.
El dispositivo de ensaye consiste en un anillo de 30 cm de diámetro,
en el que están fijadas 16 barras de acero de refuerzo con 18 mm
de diámetro y una longitud de 14 cm, que se emplea en combinación
con la prueba de medida de expansión bajo empleo del cono de Abrams.
Para un ensayo corriente se emplean 6l de concreto fresco. El procedimiento
de ensayo es parecido a la prueba de medida de expansión, en donde
el anillo J es dispuesto alrededor del cono de Abrams. La etapa de bloqueo
se determina de la diferencia de altura del centro de la masa de concreto
y la altura media de la masa de concreto fuera del anillo J. En el empleo
de un anillo J para la determinación de la resistencia a la segregación,
son llenados 12l de concreto fresco en un cubo plástico con 30 cm
de diámetro interior. Tras una pausa de reposo de 2 minutos, es realizado
el ensayo de medida de expansión, primero con la mitad superior y
luego con la inferior, de los 12 litros de volumen de prueba. La diferencia
en la etapa de bloqueo de ambos mediciones se determinó a través
de la siguiente ecuación:
En donde BJI o BJ2 son las etapas de bloqueo de la primera o segunda medición y BJ el valor medio de ambas. La figura muestra ejemplos de concreto autocompactante estable e inestable tras el ensayo con el anillo J.
Observaciones finales
En función de los estudios experimentales se permite determinar lo
siguiente: Para concreto autocompactante con agregados naturales, existe
una buena relación entre los resultados del ensayo de la prueba de
estabilidad de tamiz y la prueba de anillo J, mientras que para concreto
autocompactante con agregados triturados no se ha podido determinar ninguna
correlación inequívoca.
La prueba de estabilidad de tamiz tiene una elevada sensibilidad con relación
a la segregación de pasta de cemento y sangrado, mientras que la
prueba de anillo J, es sensible en relación a la segregación
de los agregados. Asimismo, se puede afirmar que una segregación
puede conducir a menores modificaciones en la resistencia a la compresión,
así como a grandes modificaciones en la penetración de cloruros.
En este sentido, la prueba de anillo J puede ser utilizada de forma sencilla
y sin excesiva pérdida de tiempo para la evaluación en la
obra de la resistencia a la segregación del concreto autocompactante.
Referencias
Geerl De Schutter, Peler J. M. Bartos, Peter Domone and John
Gibbs, Self-Compacting Concrete, Whittles Publishing, (www.vihittlespublishing.
com)
Luping Tong, SP Technical Research Institute of Sweden/Chalmers, University
of Technology, Goteborg, Suecia.
Planta de Hormigón Internacional, 2 y 5, 2008.
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