concretos autocompactables y especiales

CONCRETO ESPECIALES

¿ Para qué?Responden a la necesidad de agilizar la construcción de edificaciones; es decir, aumentar el rendimiento para disminuir los costos y entregar un producto más económico al consumidor final.

¿ Cómo funciona?

Mediante un conjunto de:•Personas capacitadas.•Formaletas especiales.•Concretos especiales.•Proceso constructivo adecuado.•Control de calidad excelente.

Personas Capacitadas

Formaletas Especiales

Concretos EspecialesDebido a la agilidad requerida, al acabado exigente y a la tendencia creciente en utilizar espesores cada vez más pequeños se necesita un concreto de mejor calidad.

¿Qué problemática hay?

¿Qué solución hay?

Resultados

En esencia el proceso constructivo es sencillo, más sin embargo dependiendo del tipo de formaleta a utilizar, van a requerirse detalles que deben tenerse muy en cuenta.

Proceso Constructivo

Control de Calidad

Es importante controlar las resistencias a compresión a 28 días, las resistencias tempranas y la recepción del concreto en obra

Flujo Libre

Hormigón Autocompactante

DEL HORMIGON PLASTICO ALAUTOCOMPACTANTE

ORIGEN Y DESARROLLO

Inicio en Japón (Hajime Okamura , 1986)Gracias a la aparición de Aditivos PotentesExpansión rápida por EuropaInterés específico en muchos sectores.En empresas de Construcción en general.

CONCRETO AUTOCOMAPACTANTE

QUE ES CONCRETO AUTOCOMPACTANTE ?Concreto extremadamente suave y fluido, que debido a sus sobresalientescaracterísticas reológicas no requiere compactación adicional, como ser el vibrado.

Para producir concreto autocompactante se requieren aditivos especiales, que deben ser capaces de lograr:Concreto fluido con manejabilidad extendidaMuy alta reducción de aguaConcreto estable y cohesivo.

Puesta en obra Colocación sin vibradores Posibilidad de construcción de

elementos anteriormente imposibles de realizar.

Medio ambiente y seguridad en el trabajo

Reducción del ruido Trabajo más sencillo Calidad en la construcción Reducción de la posibilidad de

errores. Mejora del acabado del hormigón

visto.

PUESTA EN OBRA

Las principales razones para el uso de este hormigón:• Para acortar los plazos de construcción.• Para asegurar la consolidación en la estructura: especialmente en áreas con gran densidad de armaduras o encofrados estrechos donde la vibración es dificultosa.• Para eliminar ruido debido a vibración.• Para eliminar reparaciones por mala consolidación.• Para mejorar la terminación.• Para hormigonar elementos delgados y de formas complicadas.• Para aumentar la productividad.•Para asegurar la impermeabilidad y durabilidad de las estructuras.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Bajo costo de instalación.

Menor ataquemedio ambiental.

Menor costo de mano de obra.

Menor costo en energía.

Menor costo enmantenimiento.

suprime la obligatoria fase de vibrado, (se consolida simplemente por su propio)

Mayor costo de materiales

Mayor exigencia enencofrado.No en superficies

inclinadas.

INFLUENCIA DE LA ENERGIA DE AMASADO

Poca Energía Suficiente

CONTROL DE LA SEGREGACION

Aplicaciones en grandes obrasEl Hormigón Autocompactante se aplica en obras de todo tipo, ya sea para elementos prefabricados, muros y losas de edificios, pisos industriales, estanques, presas, túneles, etc. A continuación se indican algunos ejemplos de uso en grandes obras.

APLICACIONES

Hormigón para el llenado de tubos de Hormigón para el llenado de tubos de aceroacero

Hormigón para el llenado de tubos de Hormigón para el llenado de tubos de aceroacero

Edificio alto de 250 m Edificio alto de 250 m

ROPPONGI HILLS: TOKIO, 2001, MORI TRUST Ltd.ROPPONGI HILLS: TOKIO, 2001, MORI TRUST Ltd.

Edificio alto de 250 m Edificio alto de 250 m

ROPPONGI HILLS: TOKIO, 2001, MORI TRUST Ltd.ROPPONGI HILLS: TOKIO, 2001, MORI TRUST Ltd.DiciembreDiciembre

AbrilAbril

OctubreOctubreAgostoAgosto

JunioJunio

ENSAYOS

No requiere vibración.Mezcla fluida y suave.

-Flujo suave de aprox. 65-75cm.Con control adecuado de aire incorporado.Con tiempo de fraguado manejable de acuerdo

con la necesidad.

PROPIEDADES EN EL CONCRETO FRESCO

EFECTOS EN EL CONCRETO AUTOCOMPACTANTE

Se puede producir concreto autocompactante de:Alta resistencia.Muy baja permeabilidad.Alta resistencia a ataques químicos y a la carbonatación.Excelente terminado superficial.Matriz homogénea.

INCREMENTO DE LA DURABILIDAD DE LA ESTRUCTURA

No daños por segregación o por defectos causados por vibración.Recubrimiento de acero homogéneo.INCREMENTO DE DURABILIDAD REDUCCION DE PERMEABILIDADVIBRACION Y COMPACTACION NO SON YA CRITERIO DE DISEÑOElementos y estructuras, pueden ser producidos económicamente (recubrimiento de túneles mas esbeltos)

•Antes de elaborar mezclas de concreto autocompactante en obra o en plantas SE DEBERAN EFECTUARSE ENSAYOS•Igualmente se deberán ejecutar ensayos cuando por ejemplo se cambia de agregados.•El tiempo de mezcla para concreto autocompactante es un poco mayor , para que haya una completa Homogenización de la mezcla.

Debido a la excelente fluidez se deben utilizar nuevos métodos de ensayo.

Flujo libre, en lugar de ensayo de asentamiento

Llenado caja en “L”

FLUJO LIBRE CON CONO INVERTIDO

Verificar la homegenidad (No separación / segregación)•No exudación.•Los agregados deben estar perfectamente distribuidos.

Diámetro entre 65 y 75 cm.Un diámetro de 50 cm. debe ser alcanzado entre -3-6 segundos.

FOTO 1: LLENADO DE CONO PARA FLUJO DE ASENTAMIENTO FOTO 2: DETERMINACION DEL

DIAMETRO

FOTO 4: HORMIGON SIN SEGREGACION, NI EXUDACIONFOTO 3: ASENTAMIENTO DE

FLUJO CON VISCOSANTE

FLUIDEZ DEL HORMIGON MEDIDA POR EL DESPARRAME DEL CONO DE

ABRAMS

FLUIDEZ DEL HORMIGON MEDIDA POR EL DESPARRAME DEL CONO DE

ABRAMS

62 cm

CONTROL DE MANEJABILIDAD CON LA “CAJA EN L”

•Después de abrir la compuerta el concreto debe fluir hasta 40 cm. en 3-6 segundos.•La diferencia de altura horizontalmente debe ser menos del 20% después de que el flujo se ha detenido.

DISEÑO DE MEZCLAS PARA Cº AUTOCOMPACTANTE

REGLAS GENERALES•El concreto autocompactante requiere de un contenido de finos incluido el cemento =<0.15mm (mayor que en el concreto convencional), se recomienda:•El TMN de agregado recomendado es de 12-20mm . Pero con tendencia a no superar los 15mm.(Agregado redondo o de trituración también se puede usar)•La relación A/C debe ser mantenida dentro de los limites requeridos, ya que el agua afecta la calidad del concreto endurecida (resistencia, porosidad, permeabilidad y durabilidad) y para evitar segregación.•La alta superficie especifica de las mezclas del Cª autocompactante requieren muy poderosos aditivos para alcanzar la manejabilidad requerida y la adecuada Cohesión y homogeneidad.

CEMENTO / ADICIONES

•Básicamente todos los cementos estándar pueden ser utilizados para producir Cº autocompactante.•El contenido de material cementante debe ser escogido de acuerdo con el contenido de finos y la calidad del Cº.•El TM del agregado también es importante.•Cenizas volantes, humo de sílice, caliza en polvo , escoria pueden ser utilizados como adiciones.

TIPICO CONTENIDO DE CEMENTANTE EN EL Cº AUTOCOMPACTANTE

CONTENIDO DE AGUA

Las reglas para elaborar Cº convencional se aplican también para la producción de Cº autocompactante.Entre mas baja la relación A/C , mas alta será la calidad del Cº con respecto a :

-Resistencia-Porosidad-Permeabilidad a químicos, gases y agua-Durabilidad.

ADITIVOS

Los altos requerimientos del Cº autocompactante respecto a manejabilidad, homogeneidad y cohesión representan una alta exigencia al aditivo: SOLO LOS ULTIMOS DESARROLLOS DE LA TECNOLOGIA DE ADITIVOS PERMITEN LA PRODUCCION DE Cº AUTOCOMPACTANTE.

COLOCACION DEL Cº AUTOCOMPACTANTE

•Se coloca como un Cº normal solo que mas rápidamente y con mejor utilización de la mano de obra.•Molde o encofrado tradicional.•La presión del Cº fresco sobre el molde puede ser ligeramente mayor Que con Cº tradicional (Densidad y flujo)

Hormigón frescoEntre los muchos métodos de ensayo propuestos para evaluar la capacidad de autocompactación del hormigón, se destacan el escurrimiento de cono, la caja L, el tipo U y el embudo V. Además de los mencionados, están el reometro, el anillo J y algunos aparatos especiales para medir la capacidad de llenado simulando secciones con alta densidad de armaduras. El objetivo de los ensayos es determinar la fluidez necesaria y la cohesión suficiente para que no se produzca segregación en la mezcla.

Flujo o escurrimiento de cono Se utiliza el cono de Abrams tradicional, pero en lugar de medir asentamiento se mide el diámetro alcanzado por el flujo de hormigón. También de mide el tiempo que demora el hormigón para alcanzar 50 cm de diámetro, lo cual indica la viscosidad del hormigón. El Hormigón Autocompactante puede tener un valor de escurrimiento de cono entre 55 y 75 cm según el tipo de elemento y las condiciones de colocación, usualmente se requiere entre 65 y 75 cm. También se verifica visualmente que no haya segregación ni exudación en el hormigón.

Caja LSe han diseñado varios aparatos similares. Consta de una columna desde la cual escurre el hormigón a través de armaduras espaciadas a una distancia determinada. Se mide la diferencia de altura del hormigón después del escurrimiento entre los extremos de la parte horizontal. La diferencia no debe ser mayor a 20% de la altura en el extremo inicial.

Ensayo tipo U (U-type test)En este ensayo, el grado de autocompactación puede ser indicado por la altura que el hormigón alcanza después de fluir a través de un obstáculo. El hormigón que alcanza una altura de 300 mm puede ser considerado como autocompactante. Este ensayo se utiliza para determinar la viscosidad de la mezcla. Se han desarrollado tamaños para mortero y hormigón. Se mide el tiempo que demora la mezcla en escurrir del embudo.

ENSAYO DE EMBUDO EN VEvalúa la capacidad de fluir del hormigón fresco.

Se rellena el molde de forma de embudo, de una sola vez y sin compactar, se quita la trampilla inferior y se deja caer al hormigón libremente, de manera continua y sin interrupciones. Se mide el tiempo que tarda en caer toda la muestra.

Cuantifica la deformabilidad del hormigón en estado fresco que se relaciona con la capacidad del hormigón para acomodarse a la geometría del encofrado.

Hormigón endurecidoLos resultados en probetas moldeadas así como los de testigos extraídos de diferentes zonas de estructuras endurecidas, demuestran que las propiedades del Hormigón Autocompactante en estado endurecido son similares o superiores a las del hormigón tradicional que ha sido vibrado Pese a la gran fluidez del Hormigón Autocompactante, se obtienen perfectamente altas resistencias para aquellas estructuras que lo requieran.

El efecto de un curado deficiente en la resistencia del hormigón también ha sido analizado (Gibbs y Zhu, 1999), demostrándose que a edades de hasta 90 días la resistencia del Hormigón Autocompactante es menos afectada que la del hormigón tradicional, cuando el curado es inapropiado. Esto se atribuye a una mejor capacidad de retención de agua del Hormigón Autocompactante.

Consideraciones para el diseño del hormigón autocompactanteLas principales propiedades del Hormigón Autocompactante en su estado fresco son su fluidez y resistencia a segregación. Alta fluidez es necesaria para asegurar el adecuado escurrimiento bajo su propio peso.

Colocación en obraEl Hormigón Autocompactante se puede colocar por simple gravedad a través de capachos, grúas, canoas, etc., o mediante bombeo o inyección. En la obra, debe formularse un plan de hormigonado considerando la alta fluidez del Hormigón Autocompactante, tomando en cuenta las secciones y formas, el orden de colocación, la cantidad de hormigón por unidad de tiempo, el tiempo de espera entre capas continuas y los demás aspectos relacionados.

CONCRETOS ESPECIALES

Son aquellos cuyas características principales no son las del concreto ordinariamente concebido, ya sea por algún tipo especial de insumos, o por la tecnología de aplicación y/o producción.Muchos de los concretos especiales no contienen cemento Pórtland.

Algunos tipos de concretos especialesCONCRETOS ESPECIALES FABRICADOS CON CEMENTO PORTLAND

C. con aire incluidoC. arquitectónicoC. colado centrifugadoC. coloreadoC. con densidad controladaC. ciclópeoC. con epóxicosC. con agregados expuestosFerrocementoC. reforzado con fibrasC. fluidoC. con cenizas volantesC. tipo grountingC. pesado

C. con alta resistencia tempranaC. aislanteC. con látex modificadoC. con baja densidadC. masivoC. liviano con resistencia moderadaC. sin slumpC. modificado con polímerosC. porosoC. puzolánicoC. precoladoC. con graduaciones discontinuas

C. perforableC. pretensadoC. rolado compactadoC. protegidoShotcreteC. microsílicaSuelo cementoC. liviano-estructuralC. con súper plastificanteC. terrazoC. blancoC. con cero slumpC. compensado en la concentración de fragua

CONCRETOS ESPECIALES SIN USO DE CEMENTO PORTLAND

C. acrílicoC. asfálticoC. aluminio y calcioC. epóxico

C. látex C. poliésterC. polimeroC. silicato y potasioC. sodio y potasioC. sulfuroso

Algunos tipos de concretos especiales

CONCRETO LIVIANOSimilar al concreto estándar excepto que tiene

baja densidad.Es preparado con agregados ligeros o

combinados con los agregados estándar.La densidad varia entre 1365 y 1850 Kg/m3 y

una resistencia a la compresión a los 28 días de aproximadamente 175 kg/m2. Este concreto es usado primordialmente para reducir el peso propio en elementos de concreto tales como losas de entrepiso en edificios altos.

CONCRETO PESADO

Producido con agregados pesados especiales, lográndose una densidad por encima de los 6400kg/m3.

Es usado generalmente como una pantalla contra la radiación o como contrapeso y otras aplicaciones donde la densidad es importante.

Como pantalla: proporciona protección contra rayos gamma, X, radiación de neutrones.

La selección de este concreto esta basado en los requerimientos de espacio, intensidad y tipo de radiación.

Se utilizan agregados de alta densidad tales como barita, ferro fósforo, geotita, hematita, ilmetita, limonita, magnetita y escoria de acero.

Excepto por la densidad las propiedades físicas del concreto pesado son las mismas del concreto estándar.

Se le puede agregar aditivos de acuerdo a las necesidades.

CONCRETO DE ALTA RESISTENCIA

Adquiere a edad temprana una alta resistencia.El periodo de tiempo en el que se desea que el concreto

adquiera una determinada resistencia muestra un rango muy amplio: va desde unas pocas horas hasta algunos días.

Para lograr un concreto con estas características se puede usar los materiales y las mismas practicas de diseño.

La resistencia puede ser obtenida por una o una combinación de los siguientes materiales dependiendo de las condiciones de trabajo que las especificaciones lo requieran:

Cemento tipo III (Alta resistencia temprana).Alto contenido de cemento (360 a 600 Kg.

Sobre metro cúbico).Baja relación agua-cemento (0.2-0.45).Aditivos químicos.Microsílice.Es usado para concreto pretensado, concreto

premezclado, para una rápida producción de elementos, construcciones rápidas, construcciones en climas fríos, pavimentación para uso inmediato y otros usos.

CONCRETO MASIVOCualquier volumen grande de concreto con

dimensiones suficientemente extensas que requiere control de la generación del calor de hidratación y el cambio d volumen con la mínima figuración (ACI 116).

Incluye bajo contenido de cemento (como el concreto que se usa en diques, presas y otras estructuras macizas), además un uso moderado de concreto que incluye un alto contenido de cemento en algunos miembros estructurales que requieren manejar el manejo del calor de hidratación y el aumento de temperatura.

En este tipo de concreto el aumento de temperatura es causado por el calor de hidratación que trae como consecuencia una diferencia de temperatura entre la parte interior y la superficie, gradiente que ocasiona esfuerzos de tensión y rajaduras en la superficie del concreto: el ancho y la profundidad de las fracturas depende precisamente del gradiente de la temperatura.

CONCRETO SIN SLUMP

Concreto con una consistencia correspondiente a un slump de ¼ pulgada o menos (ACI 116).

En estado seco debe de ser lo suficientemente trabajable para ser trabajado y consolidado con el equipo que va a ser usado en el trabajo.

CONCRETO ROLADO COMPACTADO

Concreto sin slump, y seco que es compactado mediante un rodillo vibratorio de compactación.

Es una mezcla de agregado, cemento y agua.El contenido de cemento varia de 60 a 360 kg/m3,

mezclándose con una mezcladora tradicional o un mixer.

Este concreto es considerado como el mas rápido y económico método de construcción en presas de gravedad, pavimentos, aeropuertos, y como sub-bases para caminos y avenidas para caminos que luego serán pavimentadas.

CONCRETO ROLADO COMPACTADO

La resistencia a la compresión obtenida es de 70 a 315 kg/m2, sin embargo los pavimentos requieren de una resistencia a la compresión de aproximadamente 350 kg/cm2.

Debe reunir algunas condiciones para su colocación: Tener suficiente espesor para que la compactación sea uniforme y completa con los equipos usados (8 a 12 pulgadas cuando va a ser colocado y consolidado con equipo convencional de movimientos de tierra o equipos de pavimentos).

ACI 207.5 especifica ampliamente el proceso de mezclado y procedimientos de construcción.

Cº SHOTCRETE (Cº LANZADO)

Es un mortero de concreto que es lanzado neumáticamente sobre una superficie a alta velocidad.

La relativamente seca mezcla es consolidada por la fuerza de impacto y puede ser colocada sobre superficies vertical y horizontal sin ocurrir disgregación.

Es usado para construcciones nuevas pero es mas común su uso en reparaciones.

Su aplicación es particularmente importante en estructuras abovedadas o en la construcción de túneles para la estabilización de fragmentos de roca suelta y expuesta.

Sus propiedades son muy dependientes del operador, tiene una resistencia a la compresión y un peso especifico similar al de un concreto de alta resistencia y uno Standard respectivamente.

Pueden ser usados agregados con un tamaño máximo ¾ de pulgada.

Puede ser producido mediante un proceso seco o húmedo.

Proceso seco:

Se hace un pre-mezclado del cemento y los agregados: luego esta mezcla supuestamente homogénea va a ser impulsada por una compresora de aire hacia la boquilla. El agua es adicionada a la mezcla en la boquilla a la salida mezclándose íntimamente, para que inmediatamente sea lanzada, proyectada sobre la superficie.

Proceso húmedo:

Todos los ingredientes son premezclados y luego lanzados sobre la superficie. Si se adiciona al final de la boquilla una compresora de aire se incrementa la velocidad del lanzamiento de la mezcla sobre la superficie.

ConclusionesEl Hormigón Autocompactante es un concepto nuevo y revolucionario donde el material, métodos de diseño de la mezcla y control del hormigón fresco difieren del hormigón tradicional. Esta tecnología es una excelente alternativa para aumentar considerablemente la productividad en las obras que utilizan hormigón. Las principales razones para el uso de este hormigón se resumen en el aumento significativo de la productividad, la disminución de los plazos de construcción, el ahorro en mano de obra, equipos y maquinaria y la mayor calidad de los elementos hormigonados. Todas sus ventajas se aprovechan al máximo si se considera esta forma de hormigonar en la etapa de diseño del proyecto.

El método que se elija para alcanzar la autocompactación debe considerar una alta capacidad de fluidez de la mezcla en conjunto con una alta resistencia del hormigón fresco a la segregación cuando el hormigón fluye a través de zonas con congestión de armaduras o lugares estrechos. Se debe tener en cuenta el balance adecuado entre el total de los finos de la mezcla y el tamaño máximo del árido grueso. Habitualmente se utilizan tamaños máximos de 10 a 20 mm, pudiendo utilizarse un tamaño mayor con un adecuado diseño de la mezcla. Una alta fluidez, así como una alta viscosidad en el Hormigón Autocompactante se obtiene sin inconvenientes empleando un aditivo químico de última generación de alta capacidad de reducción de agua.

"LA VERDADERA AMISTAD ES UNA PLANTA QUE CRECE DESPACIOSAMENTE, Y DEBE RESITIR LOS AZOTES DE LA ADVERSIDAD PARA PODER DAR BUENOS FRUTOS"