terça-feira, 13 de outubro de 2009

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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