Concretos especiales - Tecnología

7/25/2019 Concretos especiales - Tecnologa

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Concretos especialesCompendio

Foto: Revista Hormigonar.

EI concreto fabricadocon cemento Portland,

desde un punto de vista global,es el material de construccin

ms utilizado.

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Segn algunas estimaciones, el concreto, al igual que el agua, es la sustancia ms utilizada del mundo. Lasrazones de este uso tan difundido son de diferente naturaleza. Las ms habituales son la disponibilidad desus componentes, su versatilidad y capacidad de adaptacin, que resultan de las numerosas posibilidadesde aplicacin en la construccin, por regla general, se puede planificar para proyectos muy determinados yespecficos para cada aplicacin y se puede fabricar con materiales locales disponibles. En los ltimos dieza veinte aos, los materiales de la construccin destinados a fabricar el concreto han experimentadograndes cambios. Estos cambios se han debido bien a los materiales de construccin en s o a sus mtodosde fabricacin.

Concreto de alta resistenciaAunque el desarrollo de los fluidificantes de concreto ha permitido la produccin de concretos con relacionesmuy bajas de agua/cemento, la trabajabilidad n o se ha visto afectada negativamente. Ello ha originado unaumento sustancial de la resistencia a compresin. Segn ASTM el concreto de alta resistencia se definecon una resistencia a compresin de 55 MPa.

Los concretos con resistencias hasta 12 0 MPa estn presentes en el mercado estadounidense.La disponibilidad de los concretos de alta resistencia ha originado un aumento del consumo de concreto enla edificacin ya que a menudo el concreto es ms econmico que las estructuras de perfiles de acerocomparables.

En los concretos de alta resistencia, la contraccin autgena es mayor que en el concreto convencional, y elvalor de la fluencia especfica del material es mayor. Esta combinacin de parmetros es la responsable delelevado potencial para la formacin de fisuras de los concretos de alta resistencia.Este elevado potencial de

formacin de fisuras puede influir en la durabilidad de la estructura, de manera qu e se deben tomar medidascorrespondientes para garantizar una durabilidad adecuada. EI pretensado de los concretos de altaresistencia puede reducir este potencial de formacin de fisuras de este tipo de concreto.

Concreto autocompactante

La disponibilidad de concretos de alta resistencia en combinacin con zonas densamente reforzadas hacumplido los requisitos de la industria de la construccin con relacin a unas estructuras ms estables ydctiles. A la hora de construir este tipo de estructuras, el concreto se debe poder trabajar fcilmente, perono se debe segregar ni debe sangrar demasiado. Desde 1980 los investigadores han creado mezclas deconcreto con una buena trabajabilidad. EI concreto autocompactantese puede definir como un concretofluido que se puede colar in situ sin vibraciones, exento espacios huecos.

Los ingredientes imprescindibles del concreto autocompactante son los fluidificantes, los agregados que

modifican la viscosidad y los agregados minerales finos como las cenizas volantes o caliza molida. Aunquelos agregados son muy costosos, con un colado rpido y sin compactacin adicional se puede obtenerahorros que compensen con creces los costos adicionales. La mayora de los concretos autocompactantesse emplean en plantas de prefabricados, pero tambin para la fabricacin de concreto premezclado.

Concreto de alto comportamiento
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EI concreto de alto comportamiento se define como un concreto con una elevada trabajabilidad, elevadaresistencia y gran durabilidad. EI ACI (American Concrete Institute) lo ha definido como un concreto quedesarrolla determinadas caractersticas para aplicaciones y entornos especficos. EI concreto de altocomportamiento es apropiado principalmente para estructuras con una larga durabilidad, como ejemplo lasplataformas de perforaciones petroleras, puentes con grande s claros y estacionamientos.

Para el concreto de alto comportamiento sigue siendo muy importante una buena ejecucin de las obras y elsuficiente tiempo de curado para que su rendimiento se aproveche al mximo.

Concreto de baja contraccin

EI concreto de baja contraccin es un concreto fabricado con cemento expansivo que - con un tensadoapropiado con refuerzos u otros medios - se expande de la misma manera o ligeramente superior a lacontraccin en seco previsible. En un caso ideal, en el concreto permanece una presin remanente quereduce el riesgo de una formacin de fisuras debido a la contraccin. En EE.UU. se utiliza toda una serie decementos expansivos, a saber, los tipos K, M y S, siendo el tipo K el ms utilizado. Por regla general, estoscementos estn formados por cemento Portland que contiene sulfato clcico, aluminato clcico y sulfato dealuminato de calcio o una mezcla de ellos. En Japn se utiliza otro cemento expansivo que no contienesulfato y que desarrolla sus propiedades expansivas por la hidratacin de las molculas libres de calcio.

Hay que tener muy en cuenta que tras el colado se garantice un curado continuamente hmedo al menosdurante 7 das para que se desarrolle el proceso de expansin. Asimismo hay que tener en cuenta que no seformen fisuras por la contraccin plstica. Los cementos expansivos se utilizan tanto para fabricar concretosde baja contraccin como concretos autocompactantes para losas de concreto, adoquines y vigaspretensadas.

Concreto reforzado con fibras

EI concreto convencional con fibras discontinuas diferentes se define como concreto reforzado con fibras.Para ello se utilizan fibras de diferentes formas y tamaos de acero, plstico, vidrio, carbono y fibrasnaturales, pero para que pueda ser eficaz el refuerzo debe tener una rigidez mayor que la matriz de concretoa la que deben reforzar. En general se puede decir que las fibras con una reducida rigidez (de plstico o defibra natural) nicamente ofrecen ventajas para mejorar la resistencia a tensin de los concretos plsticos yque por eso se utilizan principalmente para reducir la contraccin plstica o la formacin de fisuras porcontraccin.

EI acero es el material que ms se emplea en las fibras, los reducidos porcentajes en volumen de fibras(inferior al 1 %) se emplean para reducir la formacin de fisuras por contraccin. Las ms comunes son lasfibras de acero redondas que se producen a travs del corte de alambres y generalmente tienen dimetrosque varan entre los 0.25 y 1 mm. Los volmenes medios (entre el 1 y el 2%) mejoran la resistencia a

tensin, flexin y torsin, la tenacidad contra rotura y la resistencia al impacto, mejorando la resistencia hastatres veces la del concreto simple.

Las mezclas de concreto que contienen ms de un 2% pueden ser difciles de manejar y colocar debido a latendencia de las fibras a apelotonarse. El refuerzo de fibras puede influir claramente en la trabajabilidad delconcreto. Por eso se debe tener en cuenta este hecho a la hora de realizar las mezclas de los concretosreforzados con fibras.

Concreto reforzado con fibras textiles

Actualmente se pued e observar un creciente inters por parte de arqui tectos y planificadores, en el empleode concreto reforzado con fibras textiles como material de construccin. En lugar del habitual refuerzo deacero, se emplean de forma creciente, materiales de refuerzo no metlicos altamente resistentes a latensin, que crean nuevas areas de aplicacin para el concreto como materia prima. Las areasprincipales para el concreto reforzado con fibras textiles, se encuentra actualmente en la construccin de

fachadas.

La ventaja esencial del concreto reforzado con fibras textiles es la insensibilidad a la corrosin de losmateriales de fibras empleados como refuerzo. Junto con una ubicacin dirigida del refuerzo en las zonas detensin del elemento, es posible la elaboracin de estructuras muy delgadas con una elevada capacidad decarga. EI comportamiento de carga del concreto reforzado con fibras textiles est influido decisivamente paralas propiedades del material y la adherencia al refuerzo textil. Como material de fibra se emplea actualmentede preferencia el vidrio resistente a los lcalis, ya que el dixido de circonio le confiere propiedades dedurabilidad notablemente mejores que el habitual vidrio. Sin embargo, tambin para vidrio resistente a loslcalis se espera un dao en el medio alcalino del concreto. La perdida de resistencia esperada depende delas condiciones climticas del entorno del elemento. Fundamentalmente, el empleo de fibra de carbono esuna alternativa al vidrio y ofrece, en funcin de la elevada capacidad de carga, el mayor mdulo deelasticidad y mayores propiedades de durabilidad.

Concreto lanzado para tnelesDurante el siglo pasado el mtodo del concreto lanzado reemplaz a los mtodos tradicionales derevestimiento de los perfiles de un tnel y lleg a ser fundamental en la cimentacin del tramo o seccin deltnel excavado. El concreto lanzado es una dosificacin de la mezcla del concreto que est determinada porlos requerimientos de la aplicacin y por parmetros especficos. Por regla general, esto significa unareduccin de la granulometra mxima de las partculas a 8 mm o como mximo 16 mm un incremento del


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Bibliografa

contenido de aglomerante y el uso de aditivos especiales en el concreto lanzado para controlar laspropiedades del material.

Existen dos procesos de concreto lanzado diferentes: por va seca o por va hmeda. Los requisitosprincipales de la mezcla se centralizan en la trabajabilidad (bombeo y lanzado) y la durabilidad altaresistencia inicial caractersticas adecuadas de fraguado del concreto proceso de bombeo adecuadobuena proyeccin y rebote mnimo.

EI concreto lanzado puede ser utilizado para diferentes aplicaciones, como reparaciones de concreto,perforacin de tneles y de minas, estabilizacin de planos inclinados e incluso para los diseos artsticosen los edificios. La construccin con concreto lanzado tiene varias ventajas:

La aplicacin sobre cualquier fachada debido a que el concreto lanzado se adhiere inmediatamente ysoporta su propio peso. La posibilidad de aplicarlo en sustratos poco uniformes. Una configuracintotalmente flexible del espesor de la capa en obra. La posibilidad de un concreto lanzado reforzado. Sepuede lograr un revestimiento con una capacidad portante rpida sin cimbras y sin prolongados periodos deespera.

Concreto resistente a los qumicos

El concreto para una aplicacin especfica involucra la seleccin apropiada de la combinacin de cemento,agregado, adiciones y aditivos. Los qumicos que atacan fcilmente al cemento incluyen las soluciones decidos, sales de amonio, sales de magnesio, sulfatos, sulfitos y tiosulfatos. La tasa del ataque depende delos qumicos y su concentracin, la composicin del cemento y la permeabilidad.

El cemento portland es altamente alcalino (pH 12) y por eso es fcilmente atacado por todos los cidos. Los

cidos disuelven la pasta de cemento hidratado en el concreto causando desintegracin, desmoronamiento,corrosin del refuerzo y prdida de la resistencia del concreto. Mientras ms alta es la concentracin decidos, ms vigoroso es el ataque, aunque existen excepciones tales como en el caso del cido sulfrico.Los cidos inorgnicos son ms agresivos que los orgnicos la accin de los ltimos depende ms de lasolubilidad de sus sales de calcio que del pH.

Es comn el ataque de sulfatos del concreto, por ejemplo, en donde los cimientos entran en contacto con elagua subterrnea que contiene sulfatos disueltos, y es la razn del desarrollo de cementos resistentes asulfatos. El agua con un contenido de sulfatos por encima de 2g/l, se considera agresiva. El sulfato mscomn encontrado es el sulfato de calcio (yeso) el sulfato de magnesio es menos comn pero ms dainoque el sulfato de calcio debido a que es ms soluble. El contenido de sulfatos del agua de mar es deaproximadamente 2.6 g/l, pero usualmente se encuentra que el concreto da un servicio satisfactorio enestructuras marinas debido al efecto inhibidor de otras sales en la expansin que normalmente acompaa elataque de sulfatos. En donde realmente ocurre ataque en climas clidos o en aguas de mar con un alto

contenido de sal, el sulfato de magnesio en el agua de mar es responsable en gran medida. El ataque desulfatos tambin puede tener lugar en donde la evaporacin del agua deposita sulfatos cerca de lasuperficie esto puede causar dao a los tubos de concreto enterrados.

El concreto ha probado ser un material estructural durable en la mayora de los ambientes industrialesgenerales, evidenciado por su uso extendido, pero puede ser atacado en donde ocurren qumicos ocondiciones agresivas, tales como derrames de cido en lugares para el almacenamiento de tanques decidos, estructuras de obras de alcantarillado expuestas a gas de sulfuro de hidrgeno, silos agrcolas quecontienen leche en descomposicin (ataque de cidos lcticos y acticos), torres de enfriamiento paraestaciones de generacin elctrica (ataque al refuerzo), manufactura de pulpa y papel (ataque cido yrelacionados con sulfuro de hidrgeno), etc.

Concreto de concreto regresado triturado

Cada ao, se estima que del 2 al 10% (un promedio de 5%) de la 350 millones de metros cbicos de

concreto premezclado producido en los Estados Unidos se regresa a la planta de concreto.

El concreto regresado en el camin puede ser manejado de varias diferentes maneras. Un mtodo comn esdescargar el concreto regresado en un lugar en la planta de concreto para su descargado puede sersubsecuentemente triturado, y el material ms grueso puede volver a usarse como base para pavimentos opara relleno para otras construcciones. Sin embargo, no es fcil utilizar el material si es ms chico de 2 pulg.Se emprendi un proyecto por el Laboratorio de Investigacin del NRMCA para estudiar el uso de concretoregresado y triturado en la planta, conocido como Concreto de Agregado Triturado (CAT), como unaporcin del componente de agregado del nuevo concreto.

La demolicin de estructuras viejas de concreto, la trituracin del concreto y el uso de materiales trituradoscomo agregados, no es algo nuevo y se ha investigado en algn grado. Este material generalmente esconocido como Agregados de Concreto Reciclado (ACR). Sin embargo, el ACR es diferente del CAT, yaque los escombros de la construccin tienden a tener un alto nivel de contaminacin (varillas de refuerzo,

aceites, sales descongelantes y otros componentes de construccin). El CAT, por otro lado, se prepara apartir de concreto que nunca ha estado en servicio y de esta manera probablemente contiene nivelesmuchos ms bajos de contaminacin.

El objetivo principal del proyecto de investigacin fuedesarrollar datos tcnicos que apoyen el uso de CATpor la industria a partir de concreto regresado y para


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Bryan D. Perrie. Nuevos Desarrollos en la Tecnologadel Concreto, PHI- Planta de Hormign Internacional.Abril, 2008. Dr. Ing. Josef Hegger. Dr. Ing. MichaelHorstamn y Dipl. Ing. Stefan Voss, Ejemplos deaplicacin para hormign armado con fibras textiles,PHIPlanta de Hormign Internacional. Abril, 2008. Ing.Guillermo Masciotra. Fibras para refuerzo dehormign y morteros, Hormigonar, AsociacinArgentina del Hormign Elaborado,2005. JrgenHfler y Jrg Schlumpf. Hormign proyectado entunelera. Hormigonar, Asociacin Argentina delHormign Elaborado, 2006. Ron Davies. ConcreteService inAaggressive Industrial Environments,

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proveer una gua sobre una metodologa para el usoapropiado del material. Tal paso puede ayudar a laindustria de concreto de premezclados a que ahorreuna cantidad estimada en 300 millones de dlares porao en costos de operacin. El uso de CAT tambinpuede ayudar a ganar puntos en los sistemas como elLiderazgo en Diseo Energtico y Ambiental (LEED)para certificar proyectos de construccin sustentable.

Finalmente, se puede resumir que tanto en lasmaterias primas empleadas en la produccin de

concreto, como en la tecnologa del concreto se hanconseguido cambios importantes relativos a diferentesaplicaciones aunque muy especiales. No obstante, laindustria del cemento y del concreto tiene queenfrentar algunos retos importantes. Bsicamente se

trata del ahorro energtico, la reduccin de las emisiones de efecto invernadero y la planificacin yconstruccin de estructuras con una mayor durabilidad para mantener la sustentabilidad en la industria ytambin de nuestro planeta, en el futuro se encontraran las soluciones apropiadas.

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Pruebas no destructivas del concreto

Para conservar la tersura

Construyendo verde con concreto gris

Tecnologia de punta y voluntad de servicio

Los vientos del cambio del concreto

Nanotecnologia

Las pruebas de cilindros de concreto

Demolicin y reciclaje del concreto y la mampostera

AVANCES EN TECNOLOGA DEL CONCRETO

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