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Apuntes sobre el
Concreto Ligero Celular

El Concreto Ligero Celular es ampliamente usado en la construcción; conozcamos algunas de sus peculiaridades.

El Concreto Ligero Celular es un material de construcción ligero compuesto por cemento, agua, aditivo y aire. La proporción, calidad y grado de mezclado de estos componentes (parámetro cualitativo asociado a la velocidad de mezclado, así como a las presiones de aire a introducir en la mezcla), junto con el procedimiento seguido para su preparación determinan sus principales características (densidad, resistencia mecánica y conductividad termo-acústica), y con ello sus aplicaciones.

El Concreto Ligero Celular (CLC) fabricado in situ es un material de construcción ligero, ampliamente usado en la construcción que está compuesto por una lechada de cemento, aire y aditivo químico. Este último tiene la función de incorporar aire, mantener al cemento en suspensión y cohesionar las burbujas de aire, garantizando el equilibrio entre ellas. El CLC se fabrica en la propia obra; se bombea continuamente y se extiende. Sus aplicaciones son múltiples y por tanto las características físico mecánicas de los diferentes CLC son variables y como ya se mencionó, dependen de la proporción, calidad, grado de mezclado y por supuesto de las características de sus componentes.

En general, el CLC puede ser hasta 6 veces menos pesado que el concreto convencional. Es precisamente esta propiedad la que le representa grandes ventajas en su transporte, manejo en la obra, ahorro en las secciones útiles de estructuras de soporte y de cimentación, y por supuesto, en la rapidez del proceso de construcción.

El CLC es un material constituido por una matriz sólida de cemento que contiene en su interior un conjunto de pequeñas burbujas de aire esféricas, cuyo diámetro aproximado oscila entre 0.05 y 0.15 mm. Las partículas de material sólido se unen entre sí por el efecto de adherencia que también le confiere el aditivo, que adicionalmente produce una deformación de la esfera (burbuja de aire) en la superficie de contacto entre ellas; situación que trae como consecuencia que la lechada de cemento recubra y proteja volumétricamente a la burbuja de aire.

Cuando se observa una sección transversal del material mediante un lente de aumento (Fotos 1 y 2), este presenta un aspecto que se asemeja al de un panal de abejas, debido a su elevado contenido de aire; lo que permite asegurar que el consumo de cemento o de material sólido por unidad de volumen es mínimo. Algo similar ocurre en la naturaleza, en los panales de las abejas, en donde estos insectos utilizan una mínima cantidad de materiales sólidos (cera) para elaborar sus panales.

En general, el conjunto forma una estructura reticular tridimensional, cuya geometría estructural aporta al CLC un nivel de resistencia a la compresión adecuado para los fines para los que se utiliza.

Desde el punto de vista térmico, la trasmisión de calor a través del concreto celular es muy reducida; debido a la presencia de muchas pequeñas y finísimas retículas de cemento fraguado, que contienen aire encerrado en burbujas, con un volumen lo suficientemente pequeño como para que no se produzca transmisión de calor por convección. De acuerdo a lo anterior, la trasmisión de calor a través de la matriz de CLC, se produce por conducción, por lo que teniendo en cuenta que al ser el aire un poderoso aislante térmico, hace que el calor, para atravesar el CLC tenga que recorrer un camino muy largo y complejo a través de la matriz sólida.

Por otra parte, el CLC es un buen aislante acústico debido a que la trasmisión del sonido esta asociada a la trasmisión de ondas de presión a través del material; en el CLC las ondas sonoras van atenuándose cada vez que atraviesan una celdilla de aire. Así pues, el material se comporta como un magnifico absorbente acústico.

Debido a la inclusión de aire en la masa del cemento, fuertemente encerrado en celdillas con un tamaño y una distribución muy regular, el CLC resulta ser muy ligero y homogéneo; y al estar estas burbujas incomunicadas entre sí, hacen que este tenga una muy buena resistencia a la absorción de agua. Cabe decir que el CLC no se degrada con el tiempo, y al ser de naturaleza inorgánica, es imputrescible y no inflamable. Una tabla que resume algunas de las propiedades más importantes del CLC se presenta a continuación.

En general, existen dos tipos de CLC, el técnico y el autonivelante. El CLC técnico tiene la viscosidad necesaria para conformar con cierta estabilidad, pendientes de entre 2 y 4%; además presenta la plasticidad necesaria para que en el estado fresco, se facilite su fácil colocación y allanado. Por su parte, el CLC autonivelante se emplea como soporte o pre piso de relleno; en general sus características son similares a la del CLC técnico, aunque su viscosidad difiere, siendo ésta mucho menor, a fin de facilitar su autonivelado. La aplicación de este material en sus dos tipos es muy variada. A continuación se presentan algunas de ellas:

• Prefabricados o colados en obra.
• Ejecución de aislamiento, tanto térmico como acústico, de cubiertas y terrazas.
• Revestimiento y aislamiento de depósitos y tuberías. En la Foto 3 se muestra la eliminación del puente térmico del fondo de un depósito destinado al almacenamiento de jugo de frutas.
• Calzado y alineación de tuberías de gran diámetro.
• Formación de pendientes en cubiertas planas (de un 2 a un 4% en una acción y hasta de un 8%, en varias acciones) sin la adición innecesaria de peso, con un buen aislamiento térmico y acústico. Ver fotografía número 4.
• Relleno de vacíos de toda naturaleza (zanjas, galerías, canali-zaciones, tuberías, entrepisos). En la Foto 5 se presenta un caso en donde se rellenan interiores de viviendas con CLC autonivelante.
• Subbase de pavimentos (Foto 6).
• Preparación de suelos para la colocación de losas de piso tanto interior como exterior, reduciendo considerablemente el peso, lo que sin duda es sumamente importante en zona de alto riesgo sísmico (reducci%ón de masa dinámica).
• Cualquier aplicación que no sea de tipo estructural, en donde el nivel de resistencia a la compresión no sea tan demandado (menor a 3.5 MPa).

En general, se puede referir que la reducida densidad de este material induce a que se tengan magnitudes de cargas muertas en la obra y por supuesto en las solicitaciones mecánicas de diseño, mucho menores a la que se tendrían con los materiales de relleno tradicionales, que podría oscilar entre 150 y 200 kg/m2 para elementos superficiales de entrepiso de aproximadamente 10.0 cm de espesor, presentando aceptables valores de resistencia a la compresión. Es comúún encontrar en la literatura especializada, valores de resistencia a la compresión en el CLC que oscilan entre 14 y 37 kg/cm2.

Otra razón del uso del CLC, es por la poca “intromisión” en el desenvolvimiento general de la construcció}n, la limpieza en su colocación, autonomía de la maquinaria utilizada para su fabricación (sólo se necesitan en la obra cemento, agua y energía eléctrica) y el gran rendimiento diario. Para que estas tres propiedades fundamentales: Resistencia a la compresión y aislamientos térmico y acústico, sean buenas es necesario que las burbujas sean muy pequeñas y uniformes, lo cual a su vez es una consecuencia directa de las propiedades tenso-activas del aditivo químico usado en la elaboración del CLC. Así, el uso de un buen aditivo impide la decantación del cemento, una vez que el CLC es vertido y hasta que fragüe, pues permite la formación de una burbuja siempre estable, capaz de resistir sin problemas el peso de la pasta de cemento. Si por el contrario el aditivo es de mala calidad, y no cumple las mínimas especificaciones necesarias, es decir, que las propiedades de tensoactividad no son las adecuadas, se forman grandes burbujas de aire que se rompen fácilmente, formando un conglomerado de cemento con grandes oclusiones de aire; perdiéndose, así las buenas propiedades de resistencia y de aislamiento térmico y acústico. (Foto. 7).

La primera consecuencia de lo anterior es que el cemento se decanta hacia el fondo, resultando en un CLC heterogéneo con densidad y propiedades discontinuas entre la superficie y el fondo. Es decir, se obtendrá un producto con una cantidad de cemento abundante en el fondo y escaso en la superficie, consiguiéndose en tal caso, un producto de propiedades contrarias al deseado; muy duro en las capas del fondo y frágil en la superficie, que muchas veces demanda un elevado consumo de cemento.

En resumen, el logro de una mezcla de CLC de buena calidad está estrechamente ligado al empleo de aditivos espumantes con características adecuadas y estables; debido a que estos agentes son los productos que permiten introducir y mantener el aire estabilizado, en el interior de la mezcla. Estos productos deben ser compatibles con los cementos, de manera tal, que no alteren sus propiedades físicas y químicas; adicionalmente, no deben ser agresivos al material de conformación de las bombas, ni al resto de los elementos componentes del sistema.

En general, los aditivos más comunes que se encuentran en el mercado para la fabricación de CLC son de naturaleza líquida, y sus viscosidades y pH varían en función del tipo de CLC que se quiere obtener (técnico o autonivelante). El CLC se elabora in situ, con un equipo de sistema de producción y bombeo continuo de gran rendimiento, y su producción comúnmente oscila entre 15 y 20 m3/h. Las materias primas sólidas y líquidas (cemento, agua y aditivo) para la fabricación del CLC se mezclan uniformemente en la mezcladora del equipo mediante un sistema de turbo-agitación, hasta producir una lechada homogénea que es bombeada de forma continua por la unidad central del equipo y enviada a través de una manguera flexible hasta el punto de colado.

Como puede apreciarse en la Tabla 1, las propiedades comentadas (resistencia a la compresión, aislamiento acústico y térmico) dependen directamente de la densidad del CLC en estado fresco. Esta variable es fácil de medir y controlar, lo que permite un rápido y eficaz control de calidad en obra; según sea el caso, de una rápida modificación de las condiciones operativas, especialmente de la dosificación de aditivo, de modo que se consiga producir de un modo estable y controlado el CLC de las características deseadas.

Debido a este compendio de excelentes propiedades, el CLC es un material recomendado por todos los arquitectos y cada vez más prescrito en la memoria de ejecución de los proyectos de obras nuevas y de rehabilitación; pues disminuye considerablemente las cargas en los entrepisos, y con ello la masa dinámica. Además, el uso del CLC incrementa el confort térmico (reducida conductividad térmica) y acústico (excelente comportamiento como absorbente térmico), lo cual de alguna manera contribuye al tan importante ahorro energético. Adicionalmente el CLC es un producto que no es combustible y que no desprende gases tóxicos en presencia de altas temperaturas, resistiendo estructuralmente hasta temperaturas de aproximadamente 500 ºC.

Referencias:

Dosificadores García Fernández, Catálogo Equipo para Fabricación de Hormigones Celulares Técnico, AG-300/60, R. Alhaurín de la Torre, Málaga, España, 2009.

Textos: E. Ferrer y A. Ruiz

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