Posibilidades del concreto

A G R E G A D O S

Agregados de calidad

La reacción álcali-agregado es un fenómeno que ataca al concreto con ciertos agregados
sensibles, donde luego de varios años de exposición al medio ambiente sin ninguna manifestación y ante la acción de óxidos de sodio y potasio (álcalis) provenientes principalmente del cemento, mas humedad, se origina un gel expansivo que puede ocasionar la fisuración y desintegración de la estructura. Existen minerales y rocas que pueden producir ASR (Alkaliy Silica Reactivity), por lo tanto es susceptible de aparecer en cualquier parte del mundo si se dan las condiciones necesarias. Para que se desarrolle el ASR, es necesario que exista el mineral potencialmente reactivo, una elevada cantidad de álcalis y humedad para que entren en solución y reaccionen con los agregados y un tiempo mínimo usualmente del orden de 5 años o más para que se active la expansión.
La mejor evidencia para descartar si un agregado es inocuo al ASR, es contar con evidencia histórica del uso de la cantera de procedencia por un periodo mínimo de 15 años en la producción de concreto, bajo condiciones de contenido de álcalis, tipo de cemento, humedad y condición de servicio similares a la del proyecto que se quiere ejecutar.
Para calificar agregados ante ASR cuando no hay información anterior, es recomendable empezar con un ensayo petrográfico para detectar minerales sensibles y complementarlo con pruebas estandarizadas: química, ensayos acelerados en prismas de mortero, ensayos en prismas de concreto, para tener mayores elementos de juicio sobre las tendencias de comportamiento. No es recomendable rechazar agregados basándose en una sola prueba pues todas tienen un margen de error importante.
Es necesario un especialista.
Cuando hay probabilidad de reactividad potencial es recomendable tomar precauciones para mitigar este riesgo a través del empleo de cemento con bajo contenido de álcalis (menor de 0,6%), uso de adiciones minerales tales como puzolanas, cenizas volantes, escorias y microsílice como reemplazo parcial del cemento, limitar el contenido total de álcalis en las mezclas de concreto a valores entre 1,8 kg/m³3 y 3,0 kg/m³3 dependiendo del caso en particular y finalmente emplear sales de litio como aditivo neutralizador.

Canteras en agotamiento
Pensando que la disponibilidad de agregados pudiera estar limitada, muchas licitaciones exigen que se verifique y garantice la durabilidad y vida de servicio de la estructura. ¿Existen guías para inspeccionar y revisar nuevas fuentes de materiales, especialmente con respecto a su potencial de reacción álcali-sílice?
La susceptibilidad de las estructuras a la reacción álcali-sílice usualmente es un problema regional, el riesgo de que haya una falla catastrófica es mínimo. Aun así, el agrietamiento inducido por ASR puede causar o permitir que ocurran mecanismos de deterioro en exposiciones a congelación, descongelantes o a sulfatos. Lo que alguna vez fue una preocupación local está adquiriendo implicaciones regionales a medida que las canteras de calidad conocidas se están agotando. Los productores de concreto son forzados a buscar nuevas fuentes que están fuera de los mercados normales. Así pues, para proteger sus inversiones, muchos propietarios de proyectos están pidiendo a los ingenieros de diseño que incluyan especificaciones de agregados de mayor calidad en sus documentos de licitación.
Para ayudar a asegurar una manera consistente de aceptar agregados que puedan ser reactivos, la PCA publicó la Guía de Especificaciones para Concreto Sometido a Reacciones Álcali-Sílice. La guía incluye una lista de procedimientos de prueba. En caso de que las pruebas previas al trabajo indiquen un problema, los productores pueden mitigar la ASR. Otra referencia es El uso del litio para prevenir o mitigar la reacción álcali-sílice en pavimentos y estructuras de concreto, publicado por la Administración Federal de Carreteras, donde se discuten los mecanismos de la reacción álcali-sílice y se dan métodos de pruebas para identificar agregados potencialmente reactivos a álcali-sílice. Canteras en agotamiento Pensando que la disponibilidad de agregados pudiera estar limitada, muchas licitaciones exigen que se verifique y garantice la durabilidad y vida de servicio de la estructura. ¿Existen guías para inspeccionar y revisar nuevas fuentes de materiales, especialmente con respecto a su potencial de reacción álcali-sílice?
La susceptibilidad de las estructuras a la reacción álcali-sílice usualmente es un problema regional, el riesgo de que haya una falla catastrófica es mínimo. Aun así, el agrietamiento inducido por ASR puede causar o permitir que ocurran mecanismos de deterioro en exposiciones a congelación, descongelantes o a sulfatos.
Lo que alguna vez fue una preocupación local está adquiriendo implicaciones regionales a medida que las canteras de calidad conocidas se están agotando. Los productores de concreto son forzados a buscar nuevas fuentes que están fuera de los mercados normales. Así pues, para proteger sus inversiones, muchos propietarios de proyectos están pidiendo a los ingenieros de diseño que incluyan especificaciones de agregados de mayor calidad en sus documentos de licitación.
Para ayudar a asegurar una manera consistente de aceptar agregados que puedan ser reactivos, la PCA publicó la Guía de Especificaciones para Concreto Sometido a Reacciones Álcali-Sílice. La guía incluye una lista de procedimientos de prueba. En caso de que las pruebas previas al trabajo indiquen un problema, los productores pueden mitigar la ASR. Otra referencia es El uso del litio para prevenir o mitigar la reacción álcali-sílice en pavimentos y estructuras de concreto, publicado por la Administración Federal de Carreteras, donde se discuten los mecanismos de la reacción álcali-sílice y se dan métodos de pruebas para identificar agregados potencialmente reactivos a álcali-sílice. c

Referencias: "Reacción alcalí-agregado; el VIH del concreto, en Noticreto, no. 95, jul-ago, 2009; "Finding Quality Aggregate", en Concrete producer, dic. 2009.

 

M U R O S

Construcción de muros de contención

El ruido es una preocupación diaria tanto en la vivienda como en los lugares de trabajo y esparcimiento. Existen dos causas de ruido: las actividades externas (transporte, fabricación, etc.) y las internas (equipos audiovisuales, zonas comunes, etc.). La percepción acústica del ruido es distinta según su naturaleza, el ambiente donde se produce y la subjetividad de quien lo escucha. Lo que distingue al ruido del sonido es la molestia que produce, la cual corresponde a la manera en que se experimenta ese ruido, más que a su intensidad.
En Francia, la evolución del modo de vida, las necesidades y el entorno sonoro de la vivienda han llevado a los gobiernos a modificar las antiguas disposiciones. Las nuevas afectan en su primera fase a las viviendas nuevas. Éstas deberán aportar una reducción del ruido percibido en el interior de la vivienda: ruidos exteriores (tránsito, obras, gritos, etc.); ruidos procedentes de las zonas comunes de las viviendas (escalera, portales, cuartos de calderas); los procedentes de las viviendas contiguas (pasos, agua, voces, música, etc.), así como el producido por el equipo interno (ventilación, calderas individuales, sanitarios, persianas, ventanas corredizas, etc.).
Los profesionales de la construcción, sobre todo los fabricantes de materiales como bloques de concreto, paneles divisorios, han preparado la promulgación de nuevas disposiciones e investigado nuevos productos y técnicas de construcción en materia de protección aislamiento y corrección de sonoros. Ademas ya se investigan otros productos y procedimientos. Estos avances tecnológicos van a suponer un considerable desarrollo del mercado de protección contra el ruido, ya que las nuevas disposiciones fomentan la actividad y el empleo del sector y repercuten directamente sobre los hogares actuales, motivando a los industriales a lanzar al mercado nuevos productos.

Mejor control
Varias encuestas revelaron en Bélgica que el aislamiento acústico en departamentos y casas dúplex están en primer lugar en cuanto a las preocupaciones de sus ocupantes. Para tratar de responder a sus preguntas la norma NBN S 01-400-1, establece las reglas más recientes para el aislamiento acústico de las fachadas, el aislamiento contra el ruido exterior y entre viviendas, y la reducción del ruido producido por las instalaciones. Esta norma distingue dos niveles de desempeño: un confort acústico normal y uno acústico superior. Las exigencias para obtener el confort acústico normal se aplican cuando no se precisa ninguna especificación en los documentos del contrato y se desea satisfacer al menos el 70% el confort de los usuarios. Por el contrario, para reivindicar un confort acústico superior, es necesario satisfacer al 90 %, lo que requiere generalmente de dispositivos de construcción particulares. En cuanto al aislamiento contra ruidos del exterior y entre un departamento y otro, las nuevas exigencias de confort acústico normal son idénticas a las anteriores. Por el contrario, las exigencias de confort superior (DaT.w = 58 dB) se han vuelto más severas.
En el caso de muros huecos sin anclaje con losas de pisos interrumpidos, con un espesor de al menos 4 cm las losas del piso, interrumpidas a la derecha del muro divisorio, se colocan sobre los muros portantes. A fin de evitar toda transferencia vibratoria a través de los muros y de los pisos de los departamentos contiguos, no conviene proveer a los muros gruesos de ganchos de anclaje. Si bien este modo de ejecución conviene perfectamente al aislamiento acústico de las casas y departamentos dúplex, debe, sin embargo, en este último caso, complementarse con las disposiciones siguientes a fin de garantizar el aislamiento vertical: losas de pisos masivos, recubrimientos de buen desempeño, y muros masivos, o capas elásticas entre las paredes y por encima de la losa. El muro común está constituido por dos muros sin anclaje separados por un panel de un espesor mínimo de 4 cm. Las capas de los materiales elásticos separan las dos paredes de la losa del piso, así
como también del techo.

Referencia: Arq. B. Ingelaere, jefe adjunto del departamento de Física de la construcción y de equipos, en Les Dossiers du CSTC, no 2, 2009.

 

P R E M E Z C L A D O S

Curado del concreto

La importancia del control del proceso de curado de concreto está infravalorado, a pesar de que éste es importante para la calidad del concreto. El cálculo de la resistencia del concreto de forma tradicional con ayuda de tablas, cálculos manuales o probetas de ensayo se sigue practicando mientras que el momento del descimbrado a veces se determina sólo con valores experimentales. Un método es el control y el registro del proceso de la evolución de la resistencia del concreto con ayuda del sistema ConReg.
Los fabricantes de concreto deben realizar un seguimiento del proceso de curado y de la evolución de la temperatura del concreto desde las primeras horas hasta un periodo de varios días. Ya que en el mismo proceso de mezclado es importante la temperatura. Si no se respetan los pasos de control necesarios del proceso, es difícil determinar el momento en el que el curado ha finalizado, cuándo se pueden retirar los moldes y cuándo mover el prefabricado de concreto.
Los criterios de medición relevantes señalan que el concreto debe alcanzar su resistencia definitiva a los 28 días con una temperatura constante a 20 grados. Si en el exterior se registran temperaturas algo superiores, el curado tiene lugar más rápidamente. Por el contrario con una temperatura fría, el comportamiento es justamente el contrario.
El sistema ConReg es apropiado para controlar el proceso del curado de los elementos de concreto para pistas de despegue y aterrizaje, autopistas y elementos prefabricados en la construcción de líneas del metro. Aquí la temperatura se mide tanto cerca de la superficie como dentro del elemento de concreto. Con ayuda del control online es posible enfriar el concreto si hay elevadas temperaturas en el exterior para evitar la formación de fisuras. A la inversa, con unas temperaturas exteriores bajas, el elemento de concreto se puede calentar para acelerar el proceso de curado. Los instrumentos de medición empleados equipados con módem GSM. Se está probando un nuevo sistema que permite la comunicación online con una PC. Otra característica de este instrumento es la elaboración de curvas tendencias del concreto para diversas mezclas de concreto por el usuario. De este modo se puede representar en la obra la evolución real de la resistencia.
Las mediciones se llevan a cabo con sensores de temperatura directamente en el concreto. El sensor puede fijarse a la armadura dentro del molde en donde se va a colar el concreto. El otro extremo está conectado al instrumento de medición de manera que se genera un impulso de tensión. El instrumento de medición convierte el impulso de tensión en un valor de temperatura y muestra en la pantalla del instrumentado datos sobre temperatura y resistencia del concreto. Este instrumento de medición registra los valores de la temperatura y de la resistencia tanto a tiempo real como en intervalos ajustables. Todos los valores son transmitidos a la computadora y se documentan en forma de tablas, curvas de medición e informes. El instrumento proporciona la información de cuando se puede descimbrar o trasladar el elemento de concreto. Hay dos versiones del Con- Reg, una más pequeño con seis canales de datos, y una más grande con doce canales para centrales o plantas de producción más grandes en los que se deben realizar mediciones en diferentes sitios al mismo tiempo. Estos instrumentos de medición se emplean en empresas de la construcción, fábricas de concreto premezclado y plantas de prefabricados. El sistema se emplea en Escandinavia, Estonia, Polonia, Corea y en otros países para controlar la calidad en aplicaciones con concreto in situ. Con los conocimientos necesarios en cuanto a la evolución de la resistencia del concreto se pueden reducir gastos de construcción y tiempos de ejecución.

Referencia: CMT International, en PHI, Planta de hormigón international, no. 1, 2009.

 

T U B O S

Protección contra la corrosión

Las conducciones de suministro de agua y evacuación de aguas residuales es uno de los requisitos fundamentales para el funcionamiento de la infraestructura subterránea. Como el suministro de agua es cada vez más problemático y la protección del medio ambiente es clave, muchos sectores industriales y municipios prestan atención especial a las canalizaciones de agua subterráneas. El rendimiento de las construcciones, el sellado contra las fugas y una buena fluidez durante un largo periodo constituyen los objetivos de este tipo de instalaciones.
Se requieren grandes inversiones para mantener las instalaciones antiguas y para construir nuevas, centrándose el principal objetivo en la conservación del concreto con el fin de que alcance una prolongada vida útil. El descenso del consumo de agua y el aumento continuo de la concentración de residuos químicos y de otra naturaleza originan que en los sistemas de canalizaciones de aguas residuales, haya que hacer frente a unas condiciones cada vez más agresivas. Para alcanzar una vida útil superior a los 100 años, además de emplear concretos de alta resistencia, deben usarse revestimientos termoplásticos para solucionar los futuros problemas.
Los signos de desgaste, las fugas y las infiltraciones son factores clave que provocan importantes daños en las construcciones y en su entorno. Los municipios y la industria invierten para mantener los sistemas actuales. Las experiencias adquiridas en el pasado han mostrado que las superficies de concreto convencionales sin protección, pero también los revestimientos con una base química, como por ejemplo los recubrimientos, capas pulverizadas y sistemas aplicados in situ, no siempre proporcionan la vida útil y el rendimiento exigido necesario para infraestructuras con semejante volumen de inversión.
Las grandes ciudades se plantean este reto y utilizan tubos de concreto de alto rendimiento o bien aplican revestimientos termoplásticos para concreto en sus sistemas de canalizaciones. En uno de los mayores proyectos de canalización de aguas residuales jamás realizados en Singapur se colocaron placas termoplásticas protectoras del concreto (BSP, por sus siglas en alemán) en las superficies húmedas a modo de protección a largo plazo contra la corrosión y la abrasión.

Placas termoplásticas protectoras del concreto
Como las causas de la reacción biógena del ácido sulfúrico y de los mecanismos que provocan los daños en el concreto se conocen perfectamente, el polietileno de alta densidad (PEAD) ha demostrado ser uno de los materiales más duraderos para proteger las superficies de concreto. Las principales ventajas de las placas protectoras de PEAD son: buena resistencia a los productos químicos; elevada resistencia a la abrasión y a la perforación; elevada elasticidad, así como superficies lisas/reducido coeficiente de fricción.
En una instalación subterránea, el PEAD presenta flexibilidad; puede salvar fisuras en el sustrato y en el caso de hundimientos y desplazamientos de todo el sistema mantiene todo su rendimiento incluso en zonas con actividad sísmica. La adherencia del sistema empleado dependerá de la construcción del anclaje.
En Alemania se está llevando a cabo una amplia investigación de numerosos tipos de revestimiento para los sistemas de canalización de aguas residuales para determinar su idoneidad contra los esfuerzos mecánicos y químicos. Cabe decir que hay concretos más resistentes como los de alto rendimiento para la construcción de pozos de registro, que presentan una resistencia a los ácidos mejorada y cumplen los requisitos de trabajabilidad a pie de obra. c

Referencia: Lueghamer, A; Agru Kunststofftechnik, GmbH, Austria, en PHI Planta de hormigón international,
no. 5, 2008.

 

 

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