INTRODUCCIÓN

En el mundo de la construcción, el concreto juega un papel sumamente importante, ya que la mayoría de las obras que nos rodean han sido hechas con éste. Y una de las características que todo trabajador de la construcción busca darle a su concreto fresco es la trabajabilidad, tanto para el mezclado como para el colado, lográndolo muchas veces agregando agua a la mezcla, variando así la relación agua/cemento con la cual ha sido diseñada, por lo que afecta notoriamente la calidad del concreto, disminuyendo de forma considerable la resistencia del mismo.

Este problema no es nuevo, ha existido desde que se creó el concreto, es por eso que ha surgido el diseño de un concreto de alta fluidez, al que se le ha denominado concreto autocompactado, que viene a solucionar los problemas de colado en estructuras muy reforzadas o de difícil acceso de vibradores.

En Guatemala se conoce muy poco sobre este tema, por lo que no ha sido muy aplicado, ya que requiere del uso de aditivos químicos y de un estricto control de calidad.

El presente estudio pretende dar a conocer a la industria de la construcción todo lo relacionado a este tipo de concreto, es decir, sus características, ventajas, aplicaciones, materiales a utilizar, ensayos a practicarle (equipo, procedimiento y manejo de resultados), y las resistencias logradas con mezclas hechas con materiales de nuestro medio.

OBJETIVOS

• General

Caracterizar el concreto autocompactado y evaluarlo.

• Específicos

Investigar bibliográficamente todo lo correspondiente al concreto autocompactado, especialmente las normas que lo rigen.

Definir las proporciones adecuadas de los materiales utilizados en la elaboración de mezclas para concreto autocompactados, que permitan cumplir con las exigencias de resistencia requeridas.

Establecer las condiciones bajo las cuales se debe usar el concreto autocompactado. Practicar ensayos al concreto en estado fresco, para comprobar su alta trabajabilidad

y fluidez. Realizar ensayos a compresión de cilindros hechos con concreto autocompactado a

distintas edades (siete, catorce, veintiocho y cincuenta y seis días), para evaluar el avance evolutivo del comportamiento de su resistencia.

ANTECEDENTES DEL CONCRETO AUTOCOMPACTADO

Concreto autocompactado

El concreto autocompactable, es un concepto nuevo, donde el material, métodos de diseño de la mezcla y control del concreto fresco difieren del concreto tradicional.

En los últimos años se han realizado investigaciones para el desarrollo del concreto autocompactable, con la finalidad de encontrar una nueva forma de ver el concreto que puede revolucionar el mundo de la construcción en cuanto a la mejora de la calidad de la obra y de las condiciones de trabajo.

Lo que se pretende con el concreto autocompactable es obtener un concreto, que sin necesidad de vibración o de cualquier otro método de compactación, sea capaz de rellenar todos los rincones del encofrado pasando a través de las armaduras sin que se produzca segregación del árido grueso.

Este concreto debe ir acompañado de una correcta dosificación que debe tener en cuenta las características particulares del material a preparar, el tipo de elemento para el cual se va a utilizar y los métodos de control propios del concreto autocompactable.

El primer ejemplo se desarrolló en Japón en 1986, por el profesor Hajima Okamura del Department of Civil Engineering University of Tokio, empleando escoria granulada de alto horno y cenizas volantes junto con un plastificante o aditivo químico, cuyos objetivos principales se perfilaron para sus dos estados:

- En el estado fresco, una autocompactación que resistiera a la segregación. A edad temprana, evitar la formación de fisuras, generadas por la generación del calor que proviene de la hidratación del cemento, el endurecimiento o la retracción por secado.

- En el estado endurecido, debía brindar una protección contra factores agresivos externos, es decir, presentar una permeabilidad muy baja y ser resistente a las heladas.

Estos factores ayudaron a la aparición del concreto autocompactante, que se ha empleado en muchas estructuras por las siguientes razones:

a) Mayor productividad.

b) Disminución de los plazos de construcción.

c) Ahorro en mano de obra.

d) Mejor entorno de trabajo.

e) Mayor calidad de los elementos hormigonados.

f) Adaptabilidad en condiciones difíciles.

Otra de las razones para el empleo del concreto autocompactable es el hecho de que es una tecnología orientada a la preservación del medio ambiente. El concreto autocompactable incorpora subproductos industriales que contribuyen al desarrollo sostenible de la tecnología del concreto.

Entre los subproductos industriales más adecuados se encuentran el humo de sílice, las cenizas volantes y las escorias de alto horno pues mejoran algunas propiedades del concreto. Esto se debe a que estos materiales actúan como microfílleres que mejoran el relleno en la interfaz pasta de cemento – árido, formando una microestructura más densa y homogénea en la zona de transición. Además se produce una reacción puzolánica con el hidróxido de calcio (CH) acelerando la hidratación del cemento. Cuanto más finas y más vítreas son estas puzolanas, más rápido se produce la reacción con el CH. Por tanto, los morteros y concretos que incorporan estos materiales ven mejoradas su resistencia a compresión y su durabilidad.

La tecnología de estos concretos se basa fundamentalmente en el uso de un aditivo hiperfluidificante reductor de agua de alta eficacia cuya base química es un éter policarboxílico, que con su nuevo Mecanismo de Eficacia Sucesiva (MDES) reduce

enormemente el problema de la rápida pérdida de asentamiento. Como parte de su química, una segunda molécula del mismo reacciona atrasada respecto a la primera. La alcalinidad creciente de la lechada de cemento durante la mezcla y la puesta en obra del concreto, activa y conduce la segunda molécula. Esta acción diferida concreto autocompactable es posible un tiempo de trabajabilidad más largo del concreto fresco sin los indeseables efectos secundarios de retardos en el fraguado.

Este aditivo entra a formar parte del diseño del diseño del concreto autocompactable para conseguir un concreto de mayores prestaciones permitiendo reducciones de agua de hasta el 40%, con dosificaciones del 1-1,5% respecto de la masa del cemento, con excelente mantenimiento de la trabajabilidad como ya se ha indicado anteriormente (Efecto MDES).

El secreto del aditivo radica en su gran capacidad dispersante. Consta de una molécula larga y flexible, que contiene grupos carboxílicos cargados negativamente que provocan la repulsión electrostática entre las partículas de cemento.

Asociadas a la cadena principal, las moléculas del aditivo presentan largas cadenas laterales que dan lugar a una ‘repulsión estérica’. Esta repulsión estérica es el gran avance aportado ya que evita la floculación del cemento incluso cuando la reacción de hidratación ya ha comenzado.

El desarrollo de esta tecnología, como se dijo anteriormente, se ha producido en Japón, pero todavía no ha penetrado en los diferentes mercados en gran escala.

Se está trabajando en dicho país para que más del 50 % de las obras sean realizadas con esta tecnología durante el presente año.

De los 1.200.000 m3 de concreto autocompactable que se han colocado en Japón, el 20-30% pertenece a edificios y en cuanto a la producción correspondiente a concreto elaborado representa solamente el 0,1%.

En nuestro país, se está tratando de desarrollar a fondo esta tecnología dado que este tipo de concreto (concreto autocompactable) será seguramente un material de aplicación continua en las construcciones de primer orden.

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES QUE DEBEN REUNIR LOS COMPONENTES

Los componentes básicos que constituyen el concreto autocompactable son:

- Cemento

- Adición

- Arena

- Grava

- Agua

- Aditivo superfluidificante / reductor de agua de alta actividad

- Aditivo molecular de viscosidad

CEMENTO

No existen requerimientos especiales en cuanto el tipo de cemento. Tanto el cemento I como el tipo II son perfectamente utilizables, incluso cementos compuestos. En algunas publicaciones se recomienda limitar el contenido de C3A del cemento o emplear cementos con bajo calor de hidratación para minimizar los problemas de retracción que una masa con tanta cantidad de finos puede generar.

La cantidad mínima de cemento recomendada es 350 kg/m3 para satisfacer la demanda de finos y de tal modo que ésta esté equilibrada con la cantidad de adición y con la demanda de agua. Esta cantidad es relativa ya que estará en relación al tipo de adición empleada (básicamente si es reactiva o no).

En general los requerimientos básicos en cuanto al tipo de cemento los marcará el tipo de aplicación. Por ello se recomienda los cementos I - 42.5 y I - 52.5 (y su variante R) para prefabricado y aplicaciones donde se demande elevada resistencia inicial y cementos tipo II para concreto preparado con mayor demanda de mantenimiento de la consistencia.

ADICIONES

El empleo de adición es imprescindible para satisfacer la demanda de finos que requiere el concreto autocompactable. Dentro de lo que se entiende como adición para concreto autocompactable se incluye también la aportación de finos por parte de las arenas, en general el pase por el tamiz 0.08 o 0.063 (arenas correctoras). En cualquier

caso, el empleo de adición es imprescindible para confeccionar el concreto autocompactable.

Sobre la naturaleza de la adición, no existe limitación. Cenizas volantes, filler calizo (o de otra naturaleza), microsílice, etc. Son perfectamente utilizables. En general, las cenizas volantes ofrecen grandes resultados en aplicaciones donde no se demande elevada resistencia inicial o se requiera elevado mantenimiento de la consistencia. Contrariamente, no representan la mejor opción en prefabricados. El empleo de cenizas permite trabajar con cantidades de cemento más ajustadas debido a su puzolanidad pero debe asegurarse que la cantidad de la ceniza sea óptima. Cenizas con elevado contenido de residuo inquemado pueden provocar manchas negras en la superficie del concreto ya que éstos, por diferencia de densidades y apoyado por la elevada fluidez del concreto autocompactable, emergen con facilidad a la superficie.

En el campo del prefabricado y en general donde la demanda de resistencia inicial sea elevada, la adición más recomendada es el filler calizo (o por extensión arenas correctoras). El empleo de adición no reactiva implica trabajar con mayores cantidades de cemento pero como normalmente en este tipo de aplicaciones ya se trabaja con cantidades elevadas no representa un problema importante.

La microsílice puede ser empleada en cualquier tipo de aplicación y a pesar que ofrece buenos resultados, tiene alguna limitación. En primer plano su cantidad está limitada por motivos de resistencia a flexión, motivos económicos y por su elevada cantidad de agua. Trabajar con microsílice a las cantidades típicas generalmente no es suficiente para satisfacer la demanda de finos a no ser que la cantidad de cemento sea elevada y demande mayor cantidad de aditivo superplastificante por su elevado efecto cohesionante. Otra razón que limita el empleo de microsílice es su alteración del aspecto (color) del concreto a no ser que se emplee microsílice blanca.

El empleo de caolines como adición es utilizable pero requiere elevadas cantidades de aditivo superplastificantes debido a su elevada demanda de agua.

ARENA

No existen limitaciones en cuanto a la naturaleza de las arenas empleadas. Sobre su distribución de tamaños, es necesario emplear arenas continuas, sin cortes en su granulometría, y preferiblemente sin formas lajosas (típico de las arenas silíceas macconcreto autocompactableadas) Su cantidad deberá estar en la consonancia con la cantidad de grava. Generalmente el contenido de arena puede representar el 60-50 % de la cantidad de árido total, en función de la naturaleza y cantidad de la adición empleada y de cemento y de las características de la grava.

Es preferible un cierto aporte de finos (pase por el tamiz 0.08 o 0.063) por parte de las arenas ya que esto puede reducir la demanda de adición y cemento para corregir los 500-550 kg/m3 de finos inferiores a 0.1 mm demandados.

Si se emplean arenas correctoras (con pase por el tamiz 0.08 o 0.063 cercanos al 10% o más) para satisfacer la demanda de finos su cantidad a emplear deberá estar en relación a la cantidad de finos demandada y a la cantidad de cemento empleada.

GRAVA

Las mayores exigencias en cuanto a materiales para la confección de concreto autocompactable están en la grava. A pesar que no existe limitación en cuanto a su naturaleza, sí existen limitaciones con el tamaño máximo y el coeficiente de forma.

El tamaño máximo del árido se limita a 25 mm, aunque es preferible limitarlo a 20 mm. Evidentemente, el tamaño máximo del árido deberá guardar relación con la distancia entre armaduras, pero dado el caso que fuera posible trabajar con tamaños superiores a 20-25 mm no deberá excederse este tamaño ya que implica un elevado riesgo de bloqueo y segregación de la masa. De todas formas, los mejores resultados globales se consiguen empleando tamaños máximos entre 12-16 mm.

En cuanto al coeficiente de forma, este debe ser lo más bajo posible ya que las mejores propiedades autocompactables sin bloqueo y elevada fluencia del concreto se consiguen con gravas rodadas. Las formas lajosas dificultan que el concreto fluya adecuadamente y aumentan el riesgo de bloqueo.

AGUA

La cantidad de agua total empleada debe guardar relación con el volumen de finos empleado a razón de una relación 0.9-1.05. Relaciones volumétricas agua / finos (A/F) inferiores a 0.9 generan concretos demasiado cohesivos, que necesitan mucho volumen para autocompactarse. Contrariamente, relaciones A/F superiores a 1.05 implican un elevado riesgo de exudación. Si se emplea aditivo modulador de viscosidad, la relación del contenido de agua con el volumen de finos es más flexible en el aspecto que es posible incrementar el contenido de agua (relaciones A/F superiores a 1.05) ya que el modulador de viscosidad, gracias a su efecto cohesionante, actúa como elemento corrector.

La dosificación de agua y el cálculo de la relación A/C debe considerar la cantidad y el tipo de adición. Por ejemplo al trabajar con cantidades elevadas de cenizas, estas deben considerarse en el agua reactiva. Esto implica considerar más la relación agua / ligante que la propia relación agua / cemento en el caso de emplear cenizas.

En general, y como en el concreto convencional, la relación A/C es fundamental sobre la durabilidad y resistencia mecánica del concreto. Puede existir, sin embargo, un problema en la calidad de los acabados si se emplean relación A/C extremadamente bajas si no se toman precauciones adicionales.

ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE / REDUCTOR DE AGUA DE ALTA ACTIVIDAD

El aditivo superplastificante es imprescindible para la confección de concreto autocompactable. No todos los tipos son utilizables. Los aditivos basados en naftaleno-sulfonatos o condensados de melamina no ofrecen suficiente poder reductor de agua y en consecuencia, los únicos tipos utilizables son los basados en éter policarboxílico modificado, capaces de reducir agua en valores superiores al 35%.

- Naftalenos-Sulfonatos son productos resultantes del proceso de refinado del carbón. Como características principales destacaríamos que permiten reducir aproximadamente un 20 % el agua de amasado del concreto, le confieren una buena manejabilidad al mismo y las resistencias a los 28 días suelen mejorar considerablemente. Tienen como efecto negativo que pueden ocluir aire en el concreto, aunque en cantidades no demasiado elevadas.

- Melaminas-sulfonatos están basados en polímeros sintéticos. Confieren una reducción similar de agua a la de los aditivos basados en naftalenos y como característica fundamental podemos destacar que las resistencias a edades tempranas son más elevadas. Son muy adecuados para la fabricación de elementos arquitectónicos con cemento blanco porque el polímero es incoloro. Puede ocurrir que a bajas a/c, se pueda producir flujo viscoso. Como efecto negativo principal es la pérdida de trabajabilidad del concreto demasiado rápida. Esta pérdida de trabajabilidad tan acelerada se ha mejorado considerablemente con los aditivos superplastifficantes de tercera generación, los policarboxílicos.

Los policarboxílicos confieren al concreto las siguientes características:

· Reducción de agua elevada

· Gran cohesión

· Tiempo de manejabilidad muy superior a la de los superplastificantes convencionales.

· Gran impermeabilidad

· Excelentes acabados

Independientemente del poder reductor de agua, las características del aditivo deben ajustarse a las características de cada aplicación y en correspondencia al tipo de cemento, adición y áridos empleados. En este aspecto, si se emplean las adiciones más adecuadas para cada aplicación el efecto del aditivo sobre el desarrollo de resistencias o sobre el fraguado no es tan acusado, especialmente en el caso de emplear cenizas, donde éstas colaboran de forma muy importante en el mantenimiento de la consistencia y dejan las particularidades del aditivo en segundo plano. Este razonamiento no es válido en los casos donde se demanda elevada resistencia inicial. Ante estas situaciones las particularidades del aditivo en el desarrollo de resistencias sí son muy trascendentes.

ADITIVO MODULADOR DE VISCOSIDAD

Es un producto el cual confiere cohesión interna a la masa sin apenas pérdidas de fluidez. El empleo de este aditivo puede no ser imprescindible en el caso de emplear las adiciones y el cemento en su cantidad óptima. En estos casos, el aporte de finos será suficiente para mantener la cohesión interna y el empleo de aditivo modular de viscosidad en estos casos podría incluso ser perjudicial por la elevada cohesión de la masa, que requería elevados volúmenes de concreto para su autocompacidad.

El empleo de modulador de viscosidad es imprescindible en el caso de insuficiencias en el aporte de finos. En estos casos, el modulador de viscosidad representa una gran ayuda para mantener concretos con contenidos de finos inferiores a los recomendados en perfecto estado de cohesión interna, manteniendo la fluidez de la masa.

El empleo del modulador ofrece grandes resultados como elemento tolerante de las variaciones en las características de los materiales. Por ejemplo si el árido puede ofrecer ligeras variaciones en su contenido de humedad, al emplear modulador estás variaciones pueden ser toleradas, obteniendo resultados más uniformes y seguros, independientemente de las ligeras variaciones de las características de los materiales empleados.

La dosificación de todos los componentes básicos del concreto autocompactable deberá mantener un equilibrio que debe ser estable durante todo el tiempo que dure el ciclo de aplicación.

FUNCIONES DEL CONCRETO

Los avances tecnológicos y químicos, realizados durante la década de los años 90 dieron como principal fruto, en el campo de la construcción, la aparición y desarrollo de un nuevo tipo de Concreto: El Concreto Autocompactable(1989).

Su desarrollo se basaba en la utilización de nuevos aditivos. Aditivos para mejorar la calidad, puesta en obra y durabilidad del concreto.

Se trata de un concreto capaz de fluir y recubrir cualquier parte y rincón del encofrado y a través del armado, simplemente por la acción de su propio peso y sin necesidad de ningún otro tipo de método de compactación (sin segregación ni bloqueo).

Su fluidez facilita la aplicación en elementos de difícil acceso y de formas complejas.

Debido a estas características, podemos concretar que la principal función de este Concreto es su capacidad de autocompactarse y recubrir completamente los huecos entre armaduras.

Pero no constituye la única función o ventaja. Al autocompactarse solo mediante vertido caída simple no precisa ningún tipo de compactación (por compresión o vibración). Esta capacidad evita : Contaminación acústica externa, problemas médicos en operarios tales como artrosis o perdidas de audición: consiguiendo unas mejores condiciones de seguridad y salud en el trabajo.

Esta podría constituir otra importante función ya que eliminaría los elementos de contaminación acústica propio de los núcleos urbanos.

Sus principales aplicaciones son:

- Hormigonado de elementos de formas complejos que por diseño o situación sean complicados de ejecutar por el método tradicional.

 

- Obras con requerimientos de puesta en obra pronto.

- Elementos prefabricados

También cabe destacar su importante uso en elementos que sean vistos, ya que su elevada compacidad y homogeneidad mejora sustancialmente su aspecto exterior y su acabado.

Desde su aparición su uso se ha ido extendiendo más y más, siendo utilizado actualmente en un gran porcentaje de las obras; Desbancando al concreto tradicional y consolidándose como el nuevo Concreto.

VENTAJAS DEL CONCRETO AUTOCOMPACTADO

Ventajas para el constructor

Buen desempeño mecánico y durabilidad de los elementos y las estructuras: las bajas relaciones A/C, permiten una importante reducción de la porosidad, lo que implica una mayor impermeabilidad como parámetro fundamental de la durabilidad. Debido a sus características de formulación, la resistencia mecánica siempre se ve mejorada.

Protege al acero de refuerzo: debido a que los elementos fundidos con este tipo de concreto quedan sin ratoneras, y libres de grietas, se logra evitar el acceso de agentes dañinos para el concreto y el acero de refuerzo, tales como los cloruros, los sulfatos y el bióxido de carbono (CO2).

Se evita la concentración del agregado grueso en zonas mal vibradas: gracias a su alta fluidez, el concreto autocompactado presenta una masa que mantiene su homogeneidad tanto de forma intrínseca como al someterse al colado en obra (pasando a través del armado), por lo que no presenta segregación o exudación.

Reducción de costos y tiempo asociados con la colocación y el vibrado: el constructor que se decida a utilizar el concreto autocompactado, puede tener mejores precios que la competencia, debido al ahorro que tiene en el colado del concreto, y en la disminución de mano de obra y equipo, además de poder desencofrar en un menor tiempo que el concreto tradicional.

Reducción de herramientas y equipo necesarios para la colocación: no se utiliza ningún equipo ni herramienta para vibrar o compactar el concreto al momento de su colocación en obra.

Ventajas para el trabajador de la construcción

Mejora las condiciones de salud y seguridad: se elimina por completo el ruido provocado por los diferentes tipos de vibradores, con lo cual se disminuyen los problemas auditivos; se mejora la comunicación en el lugar de trabajo y se previene la enfermedad "síndrome de dedos blancos".

También se reduce el riesgo de caídas de andamios al eliminar la necesidad del vibrado.

Mayor facilidad y, por ende, menor esfuerzo para trabajarlo: debido a su elevada fluidez, se logra alcanzar mejores rendimientos de mano de obra, ya que es un concreto de buena trabajabilidad.

Ventajas para el propietario de la construcción

Reducción de los costos de mantenimiento y reparaciones: reduce ampliamente los vacíos o ratoneras, así como los defectos en la superficie, reduciendo de esta manera las reparaciones y el mantenimiento de la estructura.

Garantía de comportamiento estructural y de durabilidad de su edificación: al proteger el acero de refuerzo, eliminar la porosidad y las grietas y evitar la segregación de agregados, el concreto autocompactado garantiza su buen comportamiento estructural y su durabilidad.

Mejores acabados: en lo que se refiere a la estética, presenta excelentes acabados que colaboran también en su durabilidad. El color es más uniforme, sin eflorescencias de vibrado.

Queda con un buen acabado alrededor de detalles complejos, filos y bordes.

Reducción de costos de ejecución: el disminuir la cantidad de personal, el mejorar la calidad del acabado y el ahorro en equipo de vibración, nos llevan a reducir el costo directo del concreto.

PROPIEDADES

Según la definición de concreto autocompactable que dimos con anterioridad, las características fundamentales de un concreto autocompactable deben ser:

- Elevada fluidez

- Elevada resistencia a la segregación

- Adecuada viscosidad plástica

- Elevada deformabilidad en estado fresco

- Resistencia mecánica adecuada según aplicaciones y exigencias de proyecto, gran impermeabilidad y durabilidad.

COMPOSICIÓN

Para obtener un concreto con dichas propiedades existen unos requisitos básicos en cuanto a la formulación del concreto:

- Contenido en finos (< 0,1 mm) entre 500 - 550 kg/m3.

- Relación agua / finos en volumen (a/f) entre 0,9-1,05.

- Volumen de mortero aproximadamente del 40% respecto al total.

- Relación de grava no superior al 50% respecto al total.

- Empleo de curvas de áridos contínuas con los mínimos cortes posibles y con un adecuado coeficiente de forma.

- Tamaño máximo de árido limitado a 25 mm.

- Empleo de aditivos superfluidificantes o reductores de agua de alta actividad (reducción de agua superior al 30-35%).

Esta composición concreto autocompactablee posible que el concreto autocompactable presente amplias ventajas desde el punto de vista de ejecución, es decir, en estado fresco:

- Mejora la homogeneidad y compactación de la masa, dada la fuerte oposición a la segregación y a la exudación, gracias al empleo de aditivos y adiciones específicas y a un exhaustivo estudio reológico.

- Aumento de la velocidad de colocación, dada su capacidad autocompactable, el concreto fluye libremente por el encofrado sin precisar medios de compactación.

- Mejora del ambiente de trabajo, se eliminan las labores de compactación y la contaminación acústica producida por dichos equipos.

- Mejora de los acabados, se reducen los defectos de llenado en estructuras complejas o densamente armadas, y las heterogeneidades del concreto entre los distintos sectores de la estructura.

DURABILIDAD

La durabilidad del concreto es la capacidad de comportarse satisfactoriamente frente a las acciones físicas o químicas agresivas y proteger adecuadamente las armaduras y demás elementos metálicos embebidos en el concreto durante la vida de servicio de la estructura (EHE 37.3). Así pues la durabilidad del concreto autocompactable es la propiedad básica a exigir al material.

La durabilidad depende de la facilidad o dificultad con la que el agua se pueda filtrar y penetrar en la estructura, es decir, su impermeabilidad. Debido a que los agentes que lo atacan se filtran por los poros junto con el agua, disgregando el material y sus componentes. Perjudicando su estructura y disminuyendo la durabilidad.

Puede apreciarse una mayor resistencia a la penetración de agua en el concreto autocompactable que en el tradicional. Este comportamiento se debe a su mayor compacidad y a su mayor densidad en el caso del concreto autocompactable, lo que supone una mejora en la durabilidad reduciendo el agua transportada en su interior. Al tener menos agua transportada en el interior, tendrá mayor resistencia frente a las heladas, siendo este uno de los principales puntos que recoge la EHE como factor determinante en la durabilidad.

Una de las principales características del concreto autocompactable es la dificultad de segregación que presenta aún cuando se trata de un Concreto tan ligero y fluido sin necesidad de vibrarlo. Para poder cuantificar el grado de fluidez de un concreto autocompactable existen una serie de ensayos, como por ejemplo, el ensayo del cono en V, el ensayo de escurrimiento, el ensayo de la caja en L, el ensayo del anillo japonés y el ensayo de cono de Abrams invertido.

 

Esta mejora en la durabilidad se basa en la mayor densidad de este Concreto, especialmente en la zona de transición entre los áridos gruesos y la pasta cementante.. Este aumento de la durabilidad debido a la microestructura del concreto autocompactable está en estudio actualmente.

Así pues, se puede concluir determinando que el concreto autocompactable tiene una mayor durabilidad que el Concreto tradicional por sus cualidades principales: Homogeneidad, trabajabilidad, elevada compacidad y alta densidad. Siendo estas sus características principales, y demostrando ser un Concreto muy útil, y el más utilizado en un corto espacio de tiempo.

PRODUCTO FINAL

Como consecuencia de las bajas cantidades de agua utilizadas para preparar este tipo de concretos, se favorecen muy positivamente las propiedades del concreto endurecido como por ejemplo: las resistencias mecánicas tanto a corto como a largo plazo, la fluencia, la retracción y, por lo tanto, se aumenta la durabilidad.

Las bajas cantidades de agua permiten además reducir la porosidad del concreto lo cual implica una mayor impermeabilidad. Desde el punto de vista estético el concreto autocompactable presenta excelentes acabados debido principalmente al diseño del concreto y a su bajo porcentaje de aire ocluido que disminuye la porosidad superficial.

Resistencia a compresión (20ºC) R A/C=0.35

Concreto sin aditivos

Concreto con superfluidificante

CONCRETO AUTOCOMPACTABLE con Glenium

PERMEABILIDAD SEGÚN ISO 7031

Además de las numerosas ventajas que presenta en su estado fresco, el concreto autocompactable no pierde sus propiedades resistentes o de durabilidad.

Observamos que presenta:

- Mayor resistencia que la que correspondería a concretos convencionales con igual relación a/c o contenido unitario de cemento.

- Mejora de los parámetros vinculados directamente con la durabilidad.

- Reducción de la porosidad con lo que disminuye la permeabilidad.

- Reducción de las heterogeneidades entre masa y superficie.

- Reducción de las fisuras de retracción dando lugar a volúmenes más estables con mejores módulos de elasticidad.

- Aumento de la resistencia química y de la resistencia a la carbonatación.

- Mejora de los parámetros estéticos (reducción de los poros superficiales, coloración uniforme, ausencia de eflorescencias...).

ESPECIFICACIONES

Para obtener un concreto autocompactable con unas buenas propiedades existen unos requisitos básicos en cuanto a la formulación del concreto:

- Contenido en finos (< 0,1 mm) entre 500-550 kg/m3.

- Relación agua / finos en volumen (a/f) entre 0,9 - 1,05.

- Volumen de mortero aproximadamente al 40% respecto al total.

- Relación de grava no superior al 50% respecto al total.

- Emplear curvas de áridos continuas con los mínimos cortes posibles y con adecuado coeficiente de forma.

- Tamaño máximo de árido limitado a 25 mm.

- Empleo de aditivos superfluidificantes / reductores de agua de alta actividad (reducción de agua superior al 30-35%).

MÉTODOS DE ENSAYO

Las propiedades básicas del concreto autocompactable(fluidez, resistencia a la segregación, deformabilidad en estado fresco y viscosidad) deben ser determinadas y cuantificadas por ensayos representativos. En este aspecto, los métodos tradicionales para la caracterización de concretos en estado fresco resultan totalmente obsoletos y para ello deben proponerse nuevas alternativas de ensayo.

Los ensayos más aceptados para el control y ciclo de diseño son los siguientes:

- Ensayo de escurrimiento

- Ensayo de embudo en V

- Ensayo del anillo Japonés

- Ensayo de la Caja en L

ENSAYO DE ESCURRIMIENTO

Este test determina y cuantifica la fluidez de la masa y se relaciona también con la viscosidad de éste. El ensayo consiste en rellenar el cono de Abrams sin compactar ni picar, levantar el cono sobre una placa no absorbente húmeda (no encharcada) y controlar la expansión diametral de la masa y el tiempo de fluencia.

- Diámetro de la masa descargada = 60-70 cm

- Tiempo en el que la masa alcanza los 50 cm. =3-5 seg

El concreto debe fluir libremente sin indicios de exudación y formando una “torta” circular. Mediante la inspección visual de la mezcla extendida se puede observar la distribución del árido grueso y la tendencia a la segregación en el borde.

ENSAYO DE EMBUDO EN V

Evalúa la capacidad de fluir del concreto 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 concreto libremente, de manera continua y sin interrupciones. Se mide el tiempo que tarda en caer toda la muestra.

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

ENSAYO DEL ANILLO JAPONES

Evalúa la capacidad de fluir del concreto fresco en presencia de armadura y el riesgo de bloqueo. Se complementa el equipo del ensayo de embudo en V colocando en la trampilla inferior un anillo con barras metálicas.

ENSAYO DE LA CAJA EN L

El procedimiento se emplea para evaluar la habilidad del concreto para pasar entre las armaduras. La prueba permite determinar valores que cuantifican el bloqueo y el flujo del concreto después de pasar entre las armaduras. La prueba permite determinar valores que cuantifican el bloqueo y el flujo de concreto después de pasar por los obstáculos. El equipo consta de una parte vertical, con capacidad de aproximadamente 12 litros, que conecta con un canal horizontal a través de una abertura que tiene la misma dimensión que la sección transversal interna del canal. Detrás de la puerta se colocan armaduras de acero con una determinada distribución o separación. Los espacios y la cantidad de refuerzo se definen dependiendo del tamaño máximo del árido y / o de las condiciones reales de aplicación del concreto.

El procedimiento de este ensayo consiste en medir el tiempo en que el concreto llega a una distancia longitudinal de 20 cm y de 40 cm y medir las alturas H1 Y H2 con la mezcla en reposo. Con las alturas H1 y H2 se determinan las alturas h1 y ha, cuya razón h2/h1 define el denominado coeficiente de bloqueo.

Los tiempos medidos en 20 cm y 40 cm Cuantifican la fluidez del concreto después del obstáculo. No obstante, cabe reseñar que estos tiempos no son representativos de la fluidez del concreto cuando ocurren efectos de bloqueo, dado que ello supone un freno en el árido grueso resultando que las mezclas que pasan tienen mucha más pasta que el

concreto retenido en la caja. Para tiempos de fluidez del concreto sin bloqueo, Bartos and Grauers recomienda los siguientes tiempos: t20 < 1,0s y t40 < 2,0s. Con el concreto en reposo las alturas h2 y h1 se miden y permiten determinar h2 y h1, cuya razón h2/h1 es el parámetro que cuantifica indirectamente el bloqueo; en este sentido, para que no presente bloqueo dicha relación debe ser > 0,80. Tal como se ha expuesto, la utilización de este procedimiento se limita al estudio del bloqueo, si bien permite realizar con este criterio estudios relativos a la optimización de los materiales componentes de la mezcla, tanto en términos de su naturaleza como de sus proporciones óptimas.

Además de estos ensayos podemos realizar otros ensayos complementarios:

- Ensayo de la columna

- Ensayo tipo U

- Ensayo del tamiz

- Ensayo del recipiente

- Orimet

ENSAYO DE LA COLUMNA

Consiste en verter el concreto sin compactar dentro de una columna. Cuando el concreto ha alcanzado una determinada resistencia, se corta la muestra. A continuación se separa el árido grueso y se pesa, evaluándose el porcentaje de árido grueso presente en cada una de las partes seccionadas.

Vierten aproximadamente 10 litros de concreto en una columna; transcurridos 15 minutos se procede al tamizado de la parte superior, determinando el contenido de mortero. Se coloca el concreto sin compactar en una probeta cilíndrica y una vez endurecido se ensaya a compresión diametral (ensayo brasileño); se determina sobre la cara interior de la probeta la altura correspondiente al asentamiento del árido grueso con tamaño superior a 8 mm.

ENSAYO TIPO U

Este ensayo, se emplea para evaluar la habilidad o facilidad para el relleno de un determinado volumen a hormigonar.

El procedimiento consiste en medir la altura que alcanza el concreto después de pasar por un obstáculo constituido por armaduras de acero. Tal altura es denominada altura de relleno y puede ser un indicativo del grado de compactabilidad del concreto después de fluir a través del obstáculo. Cuando la altura del relleno del concreto es >30 cm, se estima que el concreto tiene una buena habilidad de relleno. Este método parece ser bastante eficiente para evaluar la habilidad del relleno de concreto autocompactable; sin embargo no evalúa la deformabilidad sin restricción, el bloqueo y la segregación, y por lo tanto se precisa de otros métodos complementarios.

ENSAYO DEL TAMIZ

Este ensayo tiene por objeto evaluar la habilidad del concreto para pasar entra las armaduras. El método, desarrollado por Ozawa consiste en aplicar una pequeña presión a un volumen de 30 litros de concreto y medir el volumen que pasa por in tamiz dispuesto inferiormente; el volumen medido se asocia a la habilidad de pasar que tiene el concreto. El equipo tiene una sección transversal de 30 por 30 cm con una capacidad de 35 litros.

ENSAYO DEL RECIPIENTE

Este ensayo, desarrollado por Yurugi, es un ensayo utilizado para evaluar la habilidad de relleno. El equipo y la geometría del mismo tiene una sección transversal 30 por 50 por 30 cm. El método consiste en introducir el concreto en la sección libre de obstáculos hasta una altura de 220 mm. Una vez se ha detenido el flujo en el interior del recipiente con armadura, se determina el área ocupada por el concreto en la sección con armaduras, la cual permite cuantificar la habilidad o facilidad de relleno del concreto.

ORIMET Y EXTENSIÓN DEL FLUJO Y ANILLO

El ensayo del Orimet fue desarrollado por Bartos en 1978. Se mide el tiempo que tardan aproximadamente 10 litros de concreto en fluir por un tubo vertical pasando por un pequeño embudo a la salida. Su aplicación es para concretos de alta trabajabilidad y con tamaño máximo del árido que no exceda los 20 mm. Actualmente, el equipo incluye dos barras de hierro de 10 mm dispuestas perpendicularmente al flujo para limitar el paso del concreto a través del orificio. El tiempo de flujo se asocia a la habilidad de fluir o del relleno en el sentido de que cuanto menor es el tiempo de flujo mayor es la habilidad del concreto de fluir; para concreto autocompactable se recomienda tiempos < 3 s.

A efectos de evaluar la habilidad o facilidad de paso del concreto después de fluir a través del orificio del orimet, la prueba puede combinarse con la utilización del anillo denominado Anillo-J, conocido en inglés por Jring; este equipo consiste en un anillo de 30 cm de diámetro y 12 cm de altura; en el mismo se disponen barras verticales con una adecuada separación entre ellas. Este mismo anillo ha sido también utilizado con el Como el cono de Abrams como una combinación del ensayo de extensión del flujo y Anillo-J.

OTROS ENSAYOS

Los ensayos reológicos son fundamentales para el diseño de la mezcla, optimizando la formulación en función de los resultados obtenidos y de los requerimientos. El estudio reológico debe controlar:

- Deformabilidad

- Capacidad de relleno de encofrado y de armaduras

- Bloqueo de árido grueso

- Fluidez

- Segregación

- Exudación

Control de calidad

CONCRETO FRESCO

Con este control debemos comprobar la fluidez y cohesión del concreto, para ello utilizaremos los ensayos de control como son:

- Ensayo de escurrimiento

- Ensayo de anillo Japonés

- Ensayo del embudo en V

- Ensayo de la caja en L

CONCRETO ENDURECIDO

Para realizar este control no hay ninguna característica especial que los difiera de los concretos tradicionales. Por ello, seguiremos un control estrictamente como dicta la EHE:

Rotura por compresión: UNE 83.304:84

La resistencia del concreto a compresión no es más que un convenio que permite asociar, a cada unidad de producto o amasada de concreto, un valor relacionado con el concepto físico de resistencia del material que, aún distinto de aquel, es lo suficientemente representativo para fijar su calidad. Según el art. 30.3 E.H.E. la resistencia a compresión de una amasada fc es la resistencia media de n probetas a la edad de 28 días. A efectos de valorar el proceso de ensayo se tomará un número de probetas de cada amasada igual o superior a dos.

Módulo de deformación longitudinal UNE 83.316

El módulo de deformación tiene una marcada dependencia del tipo de árido. El ensayo a medir son los incrementos de tensión y la deformación entre tensiones de 0,5 N/mm2 y la correspondiente a 1/3 de la tensión de la rotura del concreto fc.

Rotura por tracción:

Es de difícil realización con lo que se recurre a la valoración de este comportamiento bien por tracción indirecta o mediante flexotracción. Si no se dispone de resultados de ensayo, podrá admitirse la resistencia a tracción fct en función de la resistencia a compresión fc.( art. 39.1 E.H.E.)

Flexotracción: UNE 83.305:86 Tracción indirecta: (Ensayo Brasileño) UNE 83.306:85