3.

CAPITULO I

GENERALIDADES SOBRE CONCRETO LIGERO

1.1.- IMPORTANCIA DEL CONCRETO LIGERO.

El concreto ligero, coma los concretos ordinarios, as un

material artificial compuesto de agregados inorganicos, mortero y agua. A

diferencia be los concretos usuales, este material as de peso reduci-

do y par lo general de baja resistencia; sin embargo, ha encontrado am-

plia aplicacion en muchos tipos de estructuras, coma cases, apartamien-

tos, escuelas, edificios be oficinas, etc., donde no se requiere un con

creto de alts resistencia. Su use se ha difundido extensamente en la -

industria de la construcci6n de-humerosos passes, en virtud be los bens

ficios qua son factibles be obtenerse con sus aplicaciones.

Con el crecimiento de la industria de la construccion, -

despur5s de la segunda guerra mundial, hubo necesidad de incrementar el

campo be los materiales be construcci6n y lograr paralelamente un aumen to

en la eficiencia del trabajo. De esta manera, materiales be dese---

chos industriales, escorias de altos hornos, cenizas volcanicas, minera

les exfoliados, perlita, vermiculite, p6mez, etc., que ahteriormente no

eran usados coma materiales de construcci6n, adquirieron importancia --

con el desarrollo del concreto ligero. As/ mismo, la mecanizacion de -

la industria de la construcci6n en base a la utilizacion de nuevas tec-

nicas, coma es el use de mayores y Inas manejables unidades de construc-

ci6n elaboradas a base de concretos ligeros, proporcion6 un notable in-

cremento en la eficiencia.

Entre los beneficios principales que se derivan de las -

propiedades del concreto ligero pueden mencionarse el alto poder aislan te,

termico y acisstico que posee, la factibilidad de manejo como resul-

tado be su peso reducido, la simplificacion en la cimentaci6n de estruc

4.

turas cuya carga muerta total se disminuye, etc., a estas y otras muchas

ventajas debe egregarse la consecuente reducci6n en el costa de las - -

obras coma resultado directo de su aplicaci6n.

A raiz de su use intensivo, se han desarrollado multitud

de investigaciones que han hecho posible la utilizacion de concretos li-

geros estructurales y preesforzados, en acci6n compuesta con concretos

ordinarios, diversificando en consecuencia el empleo de este material.

Para mostrar objetivamente la importancia de los concre—

tos ligeros, cabe mencionar que mediante su use fue posible el aumento -

de Quatro pisos a un edificio ya construido sin necesidad de modificar -

su cimentaci6n. En la misma forma, despues del colapso sufrido al Puen-

te Tacoma, Estados Unidos, este fue substituido por otra estructura con -

mes carriles de trefico, sin necesidad de reemplazar las piles origina--

les.

1.2.- DESARROLLO HISTORICO.

Aun cuando el concreto ligero se ha familiarizado en ati

mas fechas, su use data de epocas antiguas. Es conocido el hecho de que

los romanos utilizaron agregados pemez para la construcci6n de la cUpula

del Panteon de Roma en el arm 200 D.C.

En un principio, el concreto ligero estuvo restringido al

empleo de piedras volcdnicas porosas cementadas con calizas. Posterior-

mente as desarrollaron procesos pare lograr materiales porosos mediante la

adicien de aire o agentes espumosos y al mismo tiempo, se inicie la -

produccien de agregados artificiales expandidos. Actualmente, as cooln el

use de cenizas y desechos industriales procesados, coma agregados pa-

re concretos ligeros.

Las investigaciones en el campo de los concretos ligeros

se iniciaron alrededor de 1900 on concretos aireados o celulares elabo-

rados a base de procesos quimicos. Sin embargo, la gran mayoria de los

resultados iniciales fueron negativos. En 1924, Erikson obtuvo un con—

creto celular a base de silica y cal que combinados con arcillas bitumi-

noses dieron lugar al concreto ligero conocido coma Ytong. En 1934 se -

patent6 en Suiza el concreto Siporex, elaborado mediante un proceso de -

5.

curado a vapor ideado por Eklund. En la Unian Sovietica se empez6 a — —

user concreto ligere espumoso en fora de unidades reforZadas durante

1938, con metodos introducidos par Kudriashoff. En Hungria se utilize--

run durante 1907 las escorias do altos [lamas demo base para fnrmar es--

tructuras ligeras. En Alemania, Dinamarca, Gran Bretana, Estados Unidos

y Rusia, durante el per/odo 1910-1940, se desarrollaron tecnicas para --

elaboracion de concretos ligeros celulares, aireadas a a base de agrega—

dos expandidos o procesados, logr6ndose variados tipos de concretos lige

Ms con resultados favorables.

Despues de la segunda guerre mundial, la aplicucian de es

tos materiales alcanza un dosarrollo considerable, utiliz—Elndose inclusi ve

pare la construcci6n de barcx? ALI mismo, se desarrollaron t6cnicas pare la

utilizaciOn de cenizas de desechos de calderas para la elabora--

clan de agregados ligeros; Ultimamente hen adquirido gran importancia

los procesos industriales pare la expansi6n de minerales comp perlita y

vermiculite, que una vez procesados se utilizan como agregados ligeros.

Conforme se extendia el use de los concretos ligeros en —

la construcciOn, se solicitaba por parte de los constructores mejores ma

teriales, on virtud de lo dual fue necesario afinar y desarrollar aun --

mas la tecnologia de elaboraci6n de estos concretos, a grado tal que hoy

en diet pueden lograrse concretos de baja densidad y sites resistencias,

coma los fabricados a base de arcillas y pizarras expandidas, capaces de

desarrollar resistencias de 280 a 500 Kg/cm2, con pesos unitarios entre

1 400 y 2 000 Kg/m3.

1.3.— CLASIFICACION DE LOS CONCRETOS LIGEROS.

Las clasificaciones comunes de los concretos ligeros se —

hacen en funcidn de sus propiedades sobresalientes, de sus pesos volum6—

tricos, de los materiales que los integran o de los m6todos empleados en su

fabricacidn.

De acuerdo con sus propiedades y pesos volumkricos pode—

mos senalar la siguiente clasificacion, que refleja la importancia que — se

concede en algunos paises al aislamiento t4rmico:

6.

1.- Concretos ligeros de resistencia reducida y propieda-

des excepcionalmente buenas de aislamiento termico: -

280 a 800 Kg/m3.

2.- Concretos ligeros de resistencia media y caracteristi

cas adecuadas de aislamiento termico: 800 a 1 400 Kg/

m3.

3.- Concretos ligeros de resistencia Ostructural y limits

des caracteristicas de aislamiento termico: 1 400 a -

2 100 Kg/m3.

En la gr6fica siguiente se muestra, de acuerdo con esta -

clasificaci6n, el rango de aplicacion de los concretos en base a su gra-

do de resistencia y peso volum6trico y de acuerdo con los distintos afire

gados que intervienen en su fabrication.

CONCRETOS DE AGREGADOS LIGEROS.-CLASIFICAC1N

1"•-BAJACIENSIDAD ----RESISTENCIA MODERADA4.-- ESTRUCTURAL

Ar1flas yPiz.rro.sEApondid

Escorial

Pcirriez Jr

P e r i t s

Verrnicul'ilo

400 600 800 1000 1200 1400 1600 .1800

PESO VOLUMETRICO Kg/m3

7.

De acuerdo con los materiales que los integran y los m6to

dos de fabricaciOn, los concretos ligeros pueden clasificarse en:

1.— Concretos sin fjnos, cuya ligereza se obtiene supri--

miento el agregado fino, produci6ndose con ello nume—

roses vacios entre las particulas del agregado grueso.

2.— Concretos celulares, producidos por is formaci6n de —

burbujas gaseosas dentro de le masa fluids por una le

chada o de un mortero, Tambien se conocen como con—

cretos aireados, espumosos o gaseosbs.

3.— Concretos de agregados ligeros, obtenidos mediante is

utilizacidn de agregados naturales o artificiales de

muy bajo peso especifico

DI ST 1 N TOS TIPOS CONCRETOS LIGEROS

1 ,•

SIN FINDS AGREGADOS LIGEROS AEREADOS

En base a esta Ultima clasificacion podemos representar es

quemiticamente en 13 table siguiente los distintos tipos de concretos lige ros

usados:

8.

GRUPOS DE CONCRETOS LIGEROS.

Concretes Sin Concretes de agrega-Fines. dos Ligeros.

1) Grave 1) Clinker

2) Piedra Triturada 2) Escoria espumosa

3) Clinker 3) Arcilla expandida

4) Cenizas sinteri- 4) Pizarra expandidazadas

Concretes Celulares

Agentes QuImicos Espumosos.

1) Polyp de alumi 1) Espumanio.

2) Peroxido de 2) Intru-Hidrogeno. sion -

de sire.

5) Arcillas o piza- 5) Cenizas sinterizadasrras expandidas.

6) Arcilla esquisto 6) Vermiculite exfo-

sa expandida liada

7) Escoria espumosa 7) Perlita expandida

8) Pamez. 8) Pomez

9) Agregados organicos.

Muchos autores consideran a los concretes sin finos dentro

de la clasificacion de los concretos de agregados ligeros y que de hecho -

son los mismos egregados los que se utilizan pare su fabricaci6n, con la -

diferencia de que para lograr aun mas ligereza, se suprime el agregado fi-

no.

1.4.- PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS DE LOS CONCRETOS LIGEROS.

1.4-1 GENERALIDADES.

Para evaluar tacnica y econ6micamente las ventajas de los -

concretos ligeros, as necesario examinar cuidadosamente sus carecteristi--

cas fisicas y mecanicas pare compararlas, cuando proceda, con las mismas -

propiedades de los concretos ordinarios.

Generalmente, en el examen de dichas propiedades se utili—

zan los mismos matodos estandar empleados en los concretos comunes. Sin -

embargo, as necesario subrayar que pare lograr resultados congruentes con la

realidad, conviene tomar en cuenta los ensayes, el efecto de la forma y

tamaho de espec/men, el sentido del colado y compactado del material y el

efecto del contenido de humedad.

9.

a) Efecto del Tamaho y Forma del Especimen en la Resis--

tencia del Concreto.

El ensaye pare la resistencia de los concretos as simi—

lar al metodo empleado pare los concretos ordinarios. De acuerdo con -

algunos investigadores la forma del especimen no afecta la resistencia de

los concretos celulares, poor lo que pueden usarse probetas cebicas o

cilindricas. Sin embargo, el comportamiento de.estos concretos se ve -

afectado por el tamaho del molde ya que la resistencia decrece mientras

mayor sea este. En el caso de los concretos de agregados ligeros, la -

resistencia es directamente proporcional al tamaho de los moldes. Tan-

to en los concretos airados como en los de agregados ligeros, la resis-

tencia en un ensaye rapid° (3 minutos) as aproximadamente 20 por ciento

mayor que en una prueba lento.

b) Efecto del Sentido !,de Colocacion y Colado en lasPropie

dades de los Concretos Ligeros.

El peso volumetric° y resistencia de los concretos aira-

dos dependen del lugar de donde se tome el especimen tor analizar. En

las capes superiores la resistencia disminuye notablemente incrementen-_ _—

dose is . pOrbtidad del material-i ConseCuentemente-disminuyendo su pe-

so volumetric°. El comportamiento del material as distinto segOn se --

aplique la carga paralela o perpendicular a la diretion en que fue cola

do. Cuando se carga en sentido perpendiculai• el colado reportaresis—

tencias haste 20 por ciento mayores.

c) Efecto del Contenido de Humedad en las Propiedades de

los Concretos Ligeros.

El contenido de humedad este intimamente relacionado con

el peso volumetric°, resistencia y caracterlsticas Aermicas del concre-

to ligero. Dicho contenido de humedad varla de acuerdo con la estructu

ra y porosidad del concreto. En los concretos airados influye aids que

en los concretos de agregados ligeros. De acuerdo con las investigacio

nes realizadas a este respecto, la resistencia de los concretos ligeros

saturados alcanza solo un 80 por ciento de la que desarrollan los con—

10.

cretos ligeros secos. Por otra parte, la conductividad termica aumenta

con el contenido de agua del concreto.

1.4-2 PESO VOLUMETRIC° DE LOS DONCRET05:LIDEROS.

El peso volumetric° de los concretos ligeros depends de -

la compacidad, porosidad, peso especifico y granulometria de los agrega

dos y cementantes que intervienen en su fabricacion, as/ coma de las --

proporciones de las mezclas.. Puede determinarse en especfmenes satura-

dos, secos o con determinado contenido de humedad, segiin el caso de que se

trate. El metodo empleado pars su determinacidn es similar al usado , pare

concretos ordinarios.

La porosidad, es un factor que define las caracterlsticas

termicas, la absorcion y el contenido de humedad de los concretos lige-

ro s. Los concretos con porosidades pequeRas son preferibles en virtud de

que as/ se logra mayor resistencia y aislamiento termico. Sin embar go,

con este tipo de porosidad se increments is absorci6n de humedad --

disminuyendo la resistencia y las propiedades aislantes.' El factor porgy

rosidad se calcula en is forma siguiente:

Y11P (1 x 100 vs (1- t) x 100

p porcentaje de porosidad.

t compacidad.

Yy Peso volumetric° en Kg/m3

Ye= Peso especIfico en Kg/m3.

Aun cuando el peso volumetric° de los concretos ligeros -

as muy variable ye que depends del tipo de concreto en si, de los agre-

gados que se usen y de los metodos de fabricaci6n usados, de su coloca-

ciOn, etc., puede definirse un rango de varietal:5n entre 400 y 1900 Kg/ m3,

coma se muestra en la tablet siguiente:

11.

Tipo de Concreto Ligero

Sin finos (agregado normal)

Sin finos (agregado ligero)

Clinker

Escoria espumosa

Concreciones de ceniza de combustible

Arcilla a pizarra expandida.:;

P6mez

Vermiculite exfoliada

Perlita expandida

Aserrin

Celular o aireado

1.4-3 RESISTENCIA A LA COMPRESION.

Peso Volumetrico Kg/m3.

1600 - 1900

700 - 1300

1000 - 1600

950 - 1600

950 - 1800

800 - 1800

700 - 1100

500 - 950

400 - 950

650 - 1300

400 - 1600

Para definir la resistencia a la compresion de los con—

cretos ligeros, es necesario referirse a un tipo especIfico de concre-

to ye que vane considerablemente de una class a otra. Inclusive den-

tro de un mismo tipo de concreto ligero existen variaciones en resis--

tencia qua dependen de la relecion ague-cemento empleada, de su peso -

volum6trico, de su contenido de humedad y del tipo de fabricacidn, en

donde interviene preponderantemente el sistema de curado. Mientras --

que en los concretos normales la relaci6n ague-cemento es indices de su

resistencia, en la mayoria de los concretos ligeros no se utilize como

tal, en virtud de la dificultad pare cuantificar el ague de hidrata--

ciOn debido sobre todo a la porosidad de los agregados. La base em--

pleada pare definir su resistencia est6 referida al contenido de cemen to

pare un revenimiento determinado.

A6n cuando las variaciones de resistencia de los distin-

tos tipos de concretos ligeros son considerablea, es conveniente flier

idea sabre lee rom$04 NM 4No wortOm tiomtro No rods grupo toneiderado:

relacion6ndolos con los pesos volumetrtcos respeativoss

Tipo de Concreto Resistencia Peso VolumitricoLigero Kg/cm2 Kg/m3.

Sin Elms 50 a 90 1800 a 2000

Agregados ligeros 70 a 500 500 a 2100

Aereados 15 a 60 400 a 1600

Puede aprecierse que los concretos ligeros que desarro--

lien mayores resistencias son los elaborados a base de agregados lige-

ros. Dependiendo del tipo de agregados seri is resistencia desarrolla

da. Generalmente las families y pizarras expandidas son las aids apro-

piadas para efectos de resistencia. Este class de agregado se utili--

zeta principalmente pare is elaboracian de concretos ligeros de conic--

ter estructural, ya sea reforzado u preesforzado.

1.4-4 RESISTENCIA A LA TENSION.

En los concretos de agregados ligeros is resistencia a

in tension esti defleida por in forma de las partfcules que los into—

gran. La edherencle entre ins particulas y el mortero se increments -

cuando exists buena graduecion de sus egregados. Pot' este motivo los

concretos sin fins desarrollan menores resistencias a is tension. Tan to

en los concretos tin agregados llgeros como en los concretos celula-

res o mirendths exists una relaciOn entre is resistencia a is compre--

slot: y is resistencia a in tensi6n, dada por is f6rmula empirica de --

Graf:

y 0.07 x2 4- 0.75

donde y Resistencia a is compresi6n an Kg/cm2

x Resistencia a is tension en Kg/cm2.

Aunque los ensayos efectuedos por otros investigadores -

difierenun poco de los dados por Graf en ecuacidn anterior, todos si— guen

is miama tendencia y pueden representarse gr4ficamente coma sigue:

13.

RELACION ENTRE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION "I LA RESISTENCIA A LA TENSION EN CONCRETOS AEREADOS

130

12.0

NE 110

100

900

0LI GO

50

E."; 40

51- JON

20og

10

0 10 20 30 40 SO

RESISTENCIA A LATENSION Kg/cmt

Por lo general, la determinacion de la resistencia a la

tension se realize mediante la prueba brasilerla con resultados beaten— te

satisfactorios. Este prueba permite determiner en forma indirecta le

resistencia a is tension mediante el ensaye de cilindros con cargas

aplicadas diametralmente. La expresi6n correspondiente es de la forma

r'ft sp'

donde c5? es el esfuerzo uniforms de tensi6n, P as la magnitud de is

cargo aplicada y D y L son el di6metroylongitud del cilindro respec—

tivamente. Los resultados obtenidos mediante esta prueba est6n suje tos

a las condiciones de ensaye, coma son tematio del cilindro, rango do

Wargo, ebmi

14.

Aun cuando par condiciones de elasticidad los resultados

obtenidos mediante la aplicacidn de la fdrmula anterior no constituyen

tedricamente un valor exacta del esfuerzo de tension, puede considerar se

coma una buena medida del mismo.

1.4-5 CORTANTE (Tension Diagonal)

En virtud de quo los concretos de agregados ligeros son

los Inds apropiados para usarse con carOcter estructural, las investiga

clones sabre tension diagonal se han encaminado casi exclusivamente a este

tipo de concretos.

A esfuerzos normales de trabajo el esfuerzo cortante es

aproximadamente del mismo orden que pare concretos normales, pero la -

resistencia dltima varia entre 65 y 100% de is correspandiente al con-

creto ordinatio.

La determinacidn de la resistencia a tension diagonal se

hace on base al esfuerzo de tension recabado mediante la prueba brasi-=

lens, mds que par su resistencia a is compresiOn. El use de arenas na

turales fines aumenta la resistencia a la tension y par lo tanto incre

manta is tension diagonal.

1.4-6 CONTENIDO AGUA-CEMENTO.

El contenido agua-cemento requerido para un revenimiento

dado, no constituye propiamente una propiedad mecOnica o fisica del --

concreto ligero. Sin embargo, estos factures tienen una influencia —

considerable en is resistencia, flujo plOstico y contraction de estos

concretos.

Para desarrollar una resistencia determinada, los concre

tos ligeros requieren alrededor de un 60% mds de cemento que los con-.-

cretos ordinarios. En algunos casos, sabre todo cuando las resisten--

cies esperadas son del orden de 300 Kg/cm2, la cantidad de cemento ne-

cesaria es la misma on conttiRtiA ligeros quo en las ordinarios, asi -

mismo, is sustitucidn del agregada ligero fino par arena, reduce la

cantidad de cemento requerida pare una resistencia especifica. El con

tenido total de aqua, incluyendo la de absorcidn y le de mezclado, es

15.

mayor en los concretos ligeros. Cuando se substituye el agregado fino

por arena, el contenido de aqua se reduce bastante pero siempre se man

tiene mayor que el requerido pare concretos ordinarios,

Las figures siguientes muestran en forma grdfica lo ex--

puesto en el pdrrafo anterior.

RANGO DE VARIACION EN El. CONTENIDO AGUA-CEMENTO EN CONCRETOS LIGEFtOS

K, BooE•

0 EO

UI

la 400

1,4

0

300

20050 100 200 SOO 400

RESISTENCIA A LA COMPRESION K9kro?

CoocretoS Li ge ro s

1.4-7 MODULO DE ELASTICIDAD.

1 1\ANAk

11 \\ 1 11

100 200 ;100 400

RESISTENCIA ALA COMPRESION Kgjor*

— - - - Concreto ordinario

Para una resistencia determinada, el valor del modulo de

elasticidad en concretos ligeros reporta valores menores que los co--

rrespondientes a concretos ordinarios.

La deformation debida a la compresion o tension en estos

materiales no sigue la ley de Hooke, ya que porlo general esta deforms ci6n

presenta un increments mayor que los esfuerzos que is generan. --

Por esta raz6h, el modula de elasticidad de los concretos ligeros no se

constants Bind quo depends del Ofuffin clue se considers.

El modulo do elasticidad initial es tangente a la curve

16.

esfuerzo-deformacion en su punto de partida. Se ha determinado mediante el

ensayo de prismas de 15 x 15 x 70 cm. haste el limite de elasticidad, abajo

del punto de fatiga.

Las expresiones encontredas por diversos investigadorea pa

ra definir el modulo de elasticidad inicial on terminos de su peso volu-

metric° y de sus resistencias, son las aXtuientes:

Eo - 6000 K R Schaffler

Eo 1550 K°3 Persson y Willen

Eo 3000 ai Purins

Eo modulo de elasticidad en Kg/cm2

Yd - peso volumetric° seta en g/cm3

K resistencia c6bica en Kg/cm2

or?. 0.9 K en Kg/cm2.

Estes expresiones tienen una aplicaci6n limitada. La for-

mula de Schaffler no puede usarse en concretos con pesos volumetricos. me

nores a 600 Kg/m3 ni mayores de 1100 Kg/m3. Las otras ecuaciones son vd lidas

pare concretos con pesos volumetricos abajo de 1000 Kg/m3 o pare -

resistencias menores de 65 Kg/cm2.

Para concretos celulares las relaciones entre modulo de —

elasticidad, pesos volumetricos secos y resistencias a is compresion, no

se acostumbra presentarlas en forma de expresiones algebraicas, sino qua por

lo general se prefiere hacerlo en forma de curves coma las qua se in

cluyen on la pagina siguiente.

En concretos de agregados ligeros as mas dificil definir -

su modulo de elasticidad ye qua este presents un amplio rango de varia--

ci6n, ya qua depende del tipo de agregado qua se use, de su peso volume-

tric° y de su resistencia. Sin embargo, podemos representarlo gra-Pica—.

mente indicando en el area achurada el rango de variation qua presents -

(pegina 18)

El conocimiento del modulo de elasticidad es especielmente

importamto gm concretos ligeros estruGlurales ye quo las deformacionei m

originadas en miembros a flexion tienen una influencia desfavorable en -

el comportamiento general de is estri tura. Fn lo referents a - -

•• •••

N so 000 E

40000 0

Li:

20 0000

0

40

F, 30000 N

O 20000

00 0

to zoo10000

10 20 30 40 50 6o 10 80 90 100

FtESISTENCIA A LA COMPREStON Kg krnz

2

18.RELACION ENTRE MODULO DE ELASTICIDADY RESIS-TENCIA ALA COMPRESION EN COIIRETOS AGREGAPOS LIGEROS

200 000

c‘i 115 000

tp 150000Y

< 2s000

soo 000

I" 15000

9 5o000

_4.NA's

lkmirk 1k IL

_AZ. 'Jill25000

25 50 15 100 125 150 115 200 225 250 215 300

RmIST Nr. IA A A COMPRPSION K9/:.

concreto ligero preesforzado las deformaciones alcanzan solo valores

20 por ciento mayores que en concretos ordinarios, ..aun cuando el mo— dulo

de elasticidad as aproximadamente is suited o las dos terceras --

partes del correspondiente pars concretos normales.En algunas pruebas realizadas pars concretos ligeros en

lo referente al modulo de elasticidad, se han incluldo mediciones de

esfuerzo—deformaciOn en direccion perpendicular a la de aplicacian de is

carga, indicando dichas pruebas que el coeficiente de Poisson pars estos

concretos as del mismo orden que an los concretos ordinarios, con

variaciones entre 0.17 a 0.23, dependiendo del concreto especifi-00 clue IS WOO.

1.4-8 CONTRACCION Y FLUJO PLASTICO.

Por contraction y flujo olOstico se entienden ciertos —

cambios de dimensiones de un c;usrpo61.10-71, reforido• a las causes - -

qua ariginaran thators COW W 05a Le LoiltroAA: Osj. t;nncroto as is

19.

duccian del volumen asociade con el secado, as decir, as is reduction

del volumen causada por is pardida de ague. Por otra parte, el flujo

plastic° en el concreto represents un cambia con el tiempo de is de--

formacion unitaria que ocurre bajo un esfuerzo debido a una fuerza --

constante, por lo general aplicada externemente. Este deformaci6n —

ocurre sun cuando no se presenten variaciones en el contenido de hums

dad. El flujo plastic°, por lo tanto, puede considerarse coma una --

contraccion o expansion inducidas por esfuerzos de compresiOn o de —

tension respectivamente.

Para una misma resistencia is contraction y el flujo --

plastic° en concretos de agregados ligeros as generalmente mayor que en

los concretos ordinarios. Cuando las resistencias a is compresian son

altas, los efectos del flujo plastic° disminuyen notablemente pa— re

cualquier tipo de agregados, siendo en algunos casos iguales o me— nores

que en los concretos comunes. i Para resistencias menores, el — flujo

plastic° tiende a aumentar considerablemente dependiendo del --

agregado que se use.

La disminucion parcial o total de finos reemplazdndolos

por arena, generalmente reducen is contraction por secado pare cual--

quier tipo de agregados. A diferencia de otros tipos de concretos li

geros, is contraction de los concretos sin finos as muy Baja, llegan—

do inclusive a ser menorque la correspondiente a concretos ordinarios

hechos con los mismos materiales.

La contraction puede tambion reducirse mediante el em--

pleo de curado a vapor, variando de 10 a 40 por ciento respect° a los

valores que se tienen con el curado

1.4-9 DURABILIDAD.

Aplicada a materiales de construction, is durabilidad

puede definirse coma is resistencia de estos a agentes quimicos perju

dioiales a safuaragoa amounderion origimodua por congelamiento, con--

traccian o temperature, o a efectos mecdnicos abrasivos. Es en realt

dad un Indice de is resistencia al interperismo.

En lo que correspnnno ataques rpimicos, especificamen

to Evian sulfatados, niro contomina0o o rear.Livos qutmicos, el concre

20.

to ligera no presenta resistencia especial a estos agentes, siendo in-

clusive, memos resistente'que el concreto ordinario.

Sin embargo, en 10 referents a resistencia per congela--

miento y resistencia al descascaramiento origin/Ida por cualquier tipo de

salinidad, los concretos ligeros presentan ventaja sobre los usua--

les.

El airs contenido en los concretos aireados provee un al

to grado de durabilidad en estos aspectos, par lo que se recomienda as to

tipo de concretos ligeros cuando el material quedare expuesto a con

diciones de congelamiento y aCcien saline.

La contraLcion debida al secede produce generalmente -

grietas en los concretes ligeros st no Sc trsnon las debidas precaucio-

nes.

En relecien a los efectos mecanices abrasives, entre me-

nob dense sea el concrete, Castes son ma's notorios. Los concretos muy.

livianos son generalmente suaves y pueden darierse con facilidad. En -

cambio los concretos de alto peso volumetric° presentan resistencias -

similares a los ordinaries.' Igualmente, los concretes de baja resis--

tencia se ven mss afectados por otrosfactores que los concretos de re-

lativamente buenas resistencias. Por ester razen, el contenido de ce--

mento y ague son factores que influyen notoriamente en la durabilidad de

los concretos ligeros.

1.4-10 ABSORCION OE AGUA Y POROSIDAD.

La porosidad de un material puede calcularse en base a -

su peso volumetric°, tat comp se vie en el punto 1.4-3. La mayorla de

los concretos ligeros presentan una porosidad bestente grande y por to

mismo poseen una absorcien mayor que los concretos densos. Sin ember-

go, esto no liege a tener efectos importantes ya que generalmente se

protegen con un recubrimiento adiclonal monde estan sujetos a interpe

risme. Muchos investigedores se nLIn mostrede imprecises an definir in

relecidn existente entre la absurcian de ague de los concretes ligeros y

so durabilidad, ye (lee algunos concretos ordinarios que presentan

21.

factores de durabilidud simileres a los de los concretos ligeros, tie-

nen, sin embargo, diferente ahsorcien.

Dentro de los distintos tipos de concretes ligeros pue—

don observarse diferentes grades de ebsorden. Asi, los concretos ai-

reades tienen absorciones mucho mayores que los concretos de agregados

ligeros. Este debe tomarse en consideracien cuando 58 trate de usar -

el concreto come alsiente, pues una absorciiri considerable de ague

pue .de efectar desventajosemente of aislamiento. En olgunos cases se ha -

requerido tratar a los ogregados ligeros pure hacerlos a prueba de - -

ague, es decir, impermeabilizarios con objeto de reducir en to posible la

absurder' de ague y mantener sus caracterfsilcas aislantes. Sin em barge,

estos metodos hacen antieconemico on In mayortada los cases el use del

concrete ligero come nisiante.

1.4 11 PROPILDADES AGUSTICAG.

El aislamiento ace o reduce el peso de sonido a tra-

yes de on currpo. El principal f :• r quo influye en este propiedad -

es la densidad del materiel. Desde kste punto de vista el concrete li

gore no poses buenas propiedades acesticas, debidp sobre todo a la po-

resiaad-,de los mismos. 1J fl embargo, puede logrorse un buen aislamien-

to acestico proveyendo a les piezas de concreto ligero de un recubri--

miente de pasta de cement(' o colocando en vez de una, dos capes o pie-

zas de concrete ligero cuando se amerite.

Por otra parte, la absorden de sonido que reduce este alser

reflejado per una superficie, as una propiedad que sl poseen satisfac-

toriamente los concretos ligeros. Este propiedad se acentea cuando la

superficie del concreto no ha sido recubierta con pasta. Por esta re-

zen es important° conocer, dentro de is construcci6n especifica que se

trate, quo es is que primordialmente se desea, pues en caso de que se

requiera aislamiento exterior es conveniente un recubrimiento adicio—

nal del concrete; en case do 81J8 SO necestle aisiamiento interior, es.h, to

recubrimiento puede sar inconvenrenLe.

22.

1.4-12 AISLAMIENTO TERMICO.

Es una de las propiedades 'Aside's del concreto ligero.

El aislamiento termido as aproximadamente proportional al peso volume-

trico del material y por ende, an los concretos ligeros, cuyos pesos -

Volumetricos son reducidus, este propiedad as baStante satisfactoria.

Los indices a trav6s de los cuales se miden las propjet's !'

des termicas de un material, son los siguientes:

a) Conductividad Termica K Es la centidad de calor que pass a

trav1s de una superricie uniteria y humegonea del material, can espesor

uniterio y cuando in diferencia de temperatures entre ambas cares .de -

la superficio as tembion unit:aria. Genuralmente se ha acostumbrado ex

prosnr este coeficiente en unidades ingiusas:Blu , pie2, puigadas2 y -

grcidos farenheit.. El valor da este eoeficiente depende, 'por to tanto, del

peso volum6trieo cool concreto,ide su parosidad, de los coeficien--

tes de conductivided dq sun componentes y de su contenido de humedad.

Entre ms fines son la porosided del concroto, manor as el coeficien-

te de conductividad teIrmica. Para concretes de agrcgados ligeras este

coefielente verb a entre 0.35 a 0.75 KCal/hr-m2-°C. En los concretos -

normales estos valares son entre 1.4 y 1.5. El contenido de humedad en el

material influye considerablemente en el valor de K ya que is con—

ductividad termica del ague quo ocupa los vaclos del concreto as 25 ve ces

mayor que is del sire desplazado. De acuerdo con algunos investi-

gadores is relacien conductividad termica-humedad es lineal

La conductividad termica puede calcularse mediante la ex

presi6n siguiente:

01K " A (ti-t2)

Q cantidad de calor transmitido por unidad de tiempo -

KCal.

1 m Vspesnr del espacimen en m.

A Uoperricie cQnsiddrada en ;.a pruebo or m2.

ti-t2 m Oreruncia do toivi atoras entre mbas cares de la•

superficie °GK m Cueficiente es conductividad ti-!rmice on KCal/h-m-°C.

23.

A cuntinosclan se presenton Oi*Unta0 velar04 Ws ptilu

ra tAL,J,4nas claws de r uncrratr,s ligeros que as fabrican:

Peso Volumatrico k s.Tipo de Concreto

Clinker

Escoria espumosa

Arcilla Expandida

Ceniza de combustible procesada

Pomez

Vermiculite

Perlita

Aereado

Sin Finos (Grave)

Sin Finos (Clinker)

Concreto normal

Ladrillo de arcilla

Kg/m3 KCal/h-m2-°C

1200 3.11600 5.6

1050 2.51300 3.0

730 1.71200 2.8

1200 2.8

730 1.61200 2.8

580 1.4780, 1.8

480 1.0800 1.8

315 0.7970 2.2

1800 7.21900 8.0

1300 4.01450 4.8

2350 12.4

1600 11.1

b) Trasmisibilidad Termica U .- Es is cantidad de calor transmi

tide durante una hors a travas de una superficie unitaria de una pared o

techo cuando la temperatura del ambiente entre las cares opuestas de is

superficie difiere en un grado. TambAn se acostumbra calcular es-

te coeficiente en unidades inglesas considerando pies cuadrados y gra-

dos Farenheit. Mientras que el coeficiente de conductividad k se re--

fiere a un material simple, el valor del coeficiente de transmisibili-

dad U corresponde a un sistema compuesto de pared, por lo general into

grado por varios materiales. Basicamente su valor calcula conside—

rando los correspondientes individuales pars cads material que forma -

la pared,

24.

Enseguida se presentan algunos coeficientes de transmisi

bi para.distint6s sistemas de pared:

'Sistema de Pared

Concreto normal 1:2:4 20 cm. de espesor

Pared de ladrillo solido 22 cm. de espesor

Pared de ladrillo hueco 28 cm. de espesor

Concreto sin finos (Grava) 30 cm. recubierto

Concreto sin finos (Clinker) 30 cm. recubierto

Concreto aereado 15 cm. de espesor

Pared hueca compuesta de ladrillo de 10 cm. por un lado ydoncreto aereado de 7.5 cm. por otro

Pared solida de piezas de concreto aereado de 20 cm.

de espesor

en KCal/m4—h—°C

U

2.45

2.10

1.46

1.66

1.12

1.00

1.08

0.39

En general, el use de concretos ligeros de peso volum4--

trico menor que 1600 Kg/m3 reduce las p6rdidas de calor a trav6s de pa

redes en un 40 6 50 par ciento.

Otros factores que est6n relacionados con las propieda--

des t6rmicas del concreto ligero y que conviene definir, son:

Resistividad, que es el reciproco del coeficiente de con

ductividad termica.

Resistencia T6rmica, que es la resistencia que presenta

un material simple 6 compuesto al peso del flujo de calor a trav4s de

61, independientemente del, , espesor.

• Conductancia , es el reciproco de la resistencia termica.

Para la determinacion de is conductividad t4rmica K y de

los factores mencionados anteriormente, se involucra en los c&lculos

la temperature de la superficie del material. Sin embargo, ya que es— to

dato es dificil de obtener, se acostumbre sustituirlo por la tempe—

rature del aire en ambas caras de la superficie del material en estu--

dio, can ligeras modificaciones on el valor obtenido considerando la —

25.

resistencia superficial del material en cuestiOn. Este resistencia su-

perficial se, define en los mismos terminos qua la resistencia termica -

del. y dependen de la ubicacidn y orientacion del lugar pare --

donr4, efectOen los cdlcules.

14-13 PROTECCION CONTRA EL FUEGO.

Es aproximadamente de 20 a 50 porciento major que la del

concreto normal y se derive de su mayor resistencia a is transmici6n —

del calor y al hecho de que los concretes ligeros son materiales no com

bustibles.

En miembros reforzados esta caracterfstica depende del -

recubrimiento que se proves al acero de refuerzo. En los concretes li-

geros este recubrimiento puede ser manor que en los concretos ordina--

rios. Por otra parte, cuando se somete el material a altawtemperatu--

ras se ha observado que conserve alrededor del 85 porciento de la resis

tencia original, a diferencia de los concretos normales en los cuales este

resistencia llega a reducirse a un 50 porciento.